• 제목/요약/키워드: Hopkinson Bar

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Al6061-T6 의 동적 물성 획득을 위한 Split Hopkinson Pressure Bar의 설계 및 제작 (Design and Fabrication of Split Hopkinson Pressure Bar for Acquisition of Dynamic Material Property of Al6061-T6)

  • 안우진;우민아;노학곤;강범수;김정
    • 한국정밀공학회지
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    • 제33권7호
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    • pp.587-594
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    • 2016
  • The Split Hopkinson pressure bar (SHPB) test method, which is composed of three cylindrical bars, measuring devices and frames, is known for its reliable technique of acquiring the mechanical properties of specimens under a high strain rate. This paper demonstrates the processing of design and fabrication of SHPB. First of all, numerical analysis is applied in order to determine the design parameters of SHPB apparatus and verify the validity of design for a SHPB facility. Following this, SHPB apparatus were fabricated in accordance with acquired design parameters by simulation. In order to verify the validity of SHPB apparatus, experimental results using Al6061-T6 were compared with numerical data obtained from a corresponding simulation. The result of this comparative study demonstrates the applicability and validity of the fabricated apparatus.

Dynamic Fracture Toughness of Chevron-notch Ceramic Specimens measured in Split Hopkinson Pressure Bar

  • Lee, Yeon-Soo;Yoon, Young-Ki;Yoon, Hi-Seak
    • International Journal of Precision Engineering and Manufacturing
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    • 제3권3호
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    • pp.69-75
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    • 2002
  • Measuring dynamic fracture toughness of brittle and small ceramic specimen is very difficult in a SHPB (Split Hopkinson Pressure Bar). As a countermeasure to this difficulty, a dynamic fracture toughness measuring method by the Chevron-notch ceramic specimen was proposed. Tested chevron specimens were of Chevron notch angles of 90$^{\circ}$, 100$^{\circ}$ and 110$^{\circ}$. Through finite element analysis, shape parameters of the Chevron-notch specimens according to notch angles were calculated. And the static fracture tough1ess of the Chevron-notch alumina specimen was measured as 3.8MPa√m similar to that of CT specimen with a precrack. Dynamic fracture toughness was 4.5MPa√m slightly higher than the static one. It was shown in this study that the proposed Chevron-notch specimens are valid to measure dynamic fracture toughness of extremely brittle materials such as ceramic.

고변형률 속도 압축 하중 하에서의 고무와 황동의 동적 거동 특성 (Dynamic deformation behavior of rubber and brass under high strain rate compressive loading)

  • 이억섭;김경준;이종원
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.1491-1494
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    • 2003
  • A specific experimental method, the Split Hopkinson Pressure Bar (SHPB) technique has been widely used to determine the dynamic material properties under the impact compressive loading conditions with strain-rate of the order of 103/s∼104/s. This type of test procedure has been used to examine the dynamic response of materials in various modes of testing. In this paper, dynamic deformation behaviors of rubber materials widely used for the isolation of vibration from varying structures under dynamic loading are determined using a Split Hopkinson Pressure Bar technique.

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SHPB기법을 사용한 고무와 합성수지의 고변형률 속도 하중 하에서의 동적 변형 거동 (Dynamic Deformation Behavior of Rubber and Ethylene Copolymer Under High Strain Rate Compressive Loading)

  • 이억섭;이종원;김경준
    • 한국정밀공학회지
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    • 제21권6호
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    • pp.122-130
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    • 2004
  • It is well known that a specific experimental method, the Split Hopkinson Pressure Bar (SHPB) technique is a best experimental technique to determine the dynamic material properties under the impact compressive loading conditions with strain-rate of the order of 10$^3$/s∼10$^4$/s. This type of experimental procedure has been widely used with proper modification on the test setups to determine the varying dynamic response of materials for the dynamic boundary conditions such as tensile and fracture as well. In this paper, dynamic compressive deformation behaviors of a rubber and an Ethylene Copolymer materials widely used for the isolation of vibration from varying structures under dynamic loading are estimated using a Split Hopkinson Pressure Bar technique.

PMMA의 동적 인장 거동 (Dynamic tensile behavior of PMMA)

  • 이억섭;김면수;황시원
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집A
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    • pp.395-400
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    • 2001
  • The Split Hopkinson Pressure Bar(SHPB) technique, a special experimental apparatus, has been used to obtain the material behavior under high strain rate loading condition. In this paper, dynamic deformation behaviors of the PMMA under high strain rate tensile loading are determined using SHPB technique.

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수치해석을 이용한 SHPB 시험의 마찰영향 분석과 보정에 대한 연구 (Numerical Investigation of Frictional Effects and Compensation of Frictional Effects in Split Hopkinson Pressure Bar (SHPB) Test)

  • 차성훈;신현호;김종봉
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제34권5호
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    • pp.511-518
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    • 2010
  • SHPB시험은 입력봉과 출력봉 사이에 시편을 위치시키고 고속으로 변형하여 동적 응력-변형률 선도를 추출하는 것이다. 그렇기 때문에, 소재와 입력봉 사이 또는 소재와 출력봉 사이의 마찰이 측정되는 응력-변형률 선도에 영향을 주게 된다. 이것은 측정되는 응력이 유동응력이 아니고 축방향 응력이기 때문임을 확인 하였다. 본 연구에서는 측정되는 축방향 응력을 보정하여 정확한 유동응력을 구하기 위해 새로운 보정식을 제안하였다. 소재가 업셋팅 형태로 변형한다고 가정하고, 에너지 보존에 기초하여 보정식을 제안하였다. ABAQUS를 이용한 수치적 실험을 통해 마찰계수 0.3까지 보정한 결과 보정식이 유용함을 확인하였다.

SHPB인장 시험에서 알루미늄 합금의 진응력-진변형률 관계

  • 양현모;민옥기
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제24권8호
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    • pp.1917-1922
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    • 2000
  • The split Hokinson pressure bar(SHPB) test has been used to find the mechanical property of materials at high strain rate. A tensile split Hopkinson pressure bar test system is developed and the threaded tensile specimen and the split collar are placed between elastic bars. When the compressive elastic wave generated by a striker is transferred from the transmit bar to the incident bar, some elastic wave is reflected at the threaded parts of the specimen and the transmit bar. This reflected wave can interfere with the transmitted wave. A proper length of elastic bars and the location of strain gage in these elastic bars are determined to avoid this interference. In order to avoid the interference of elastic wave reflected at the threaded parts of specimen and elastic bar, the length of transmit bar must be longer than that of incident bar. Strain gage in transmit bar must be located as close as possible from the interface of a transmit bar and specimen. In the developed tensile SHPB test system, A12011-T3 and A17075-T6 are tested to get the true stress-strain relation in the range of strain rate at $10^3/sec$

CFRP 적층판의 동적 층간파괴인성의 평가법 (A Study on the Estimation of Dynamic Interlaminar Fracture Toughness on CFRP Laminates Plates)

  • 김지훈;김영남;판부직규;양인영
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제6권2호
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    • pp.80-91
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    • 1998
  • In this paper, the estimation of dynamic interlaminar fracture toughness on fracture mode II in CFRP(carbon fiber reinforced plastics) laminates in made. Dynamic ENF(End Notched Flexure) apparatus used in this paper is manufactured by suing Split Hopkinson Pressure Bar. The static and impact load history in the CFRP specimen is measured by using manufactured dynamic ENF tester and 3-point bending test is carried out to find the load history. Also dynamic interlaminar fracture toughness can be found by using the J integral obrained from dynamic analysis in consideration of intertia-force effect.

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인장형 홉킨슨 바 장치를 이용한 알루미늄 단결정 및 멀티결정재의 동적 실험 (High-Strain Rate Tensile Behavior of Pure Aluminum Single and Multi-Crystalline Materials with a Tensile Split Hopkinson Bar)

  • 하상렬;장진희;윤효준;김기태
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제40권1호
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    • pp.23-31
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    • 2016
  • 본 연구에서는 연성 금속재료의 판상형 인장 시편에 대한 동적 물성을 측정하기 위한 인장형 홉킨슨 바(TSHB, Tensile split Hopkinson bar)의 수정 방법에 대해 논의하고, 이를 이용하여 고순도 알루미늄 단결정 및 멀티결정재의 동적 물성을 측정하였다. 시편의 초기 미세조직 및 결정학적 방위는 전자후방 산란회절(EBSD, Electron backscattered diffraction) 분석을 통하여 측정하였으며, 동적 변형 후 파단 형상을 광학 현미경을 통하여 확인하였다. 고속인장 변형 중 시편 내부에 발생하는 변형 분포는 디지털 이미지 상관(DIC, Digital image correlation) 기법을 이용하여 측정하였다. 이를 통해 동적 변형 중 나타나는 알루미늄의 거시적인 소성 변형과 결정학적 방위 및 미세 조직과의 상관관계에 대해 논의하였다.

폴리프로필렌 자기 보강 복합재의 동적 물성 구축을 위한 Split Hopkinson Pressure Bar의 설계 및 제작 (Design and Fabrication of Split Hopkinson Pressure Bar for Dynamic Mechanical Properties of Self-reinforced Polypropylene Composite)

  • 강소영;김도형;김동현;김학성
    • Composites Research
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    • 제31권5호
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    • pp.221-226
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    • 2018
  • 변형률 속도 $100s^{-1}{\sim}10000s^{-1}$ 범위에서 사용되는 홉킨스바(SHPB)는 재료의 동석 거동 특성을 확인하기 위해 가장 널리 사용되는 장치이다. SHPB 시험은 입력봉 및 전달봉에서 측정된 변형률을 사용하여 시험편의 응력, 변형률 및 변형률 속도를 얻을 수 있는 응력파 전달 이론을 기반으로 한다. 본 연구에서는 고 변형률 속도에서 폴리프로필렌 자기보강 복합재료(SRPP)의 동적 특성을 얻기 위해 직접 SHPB를 설계 및 제작하였다. 또한 본 연구를 통해 제작된 SHPB에서 얻은 변형률 데이터의 신뢰성 확보를 위하여 Digital Image Correlation (DIC)를 통해 얻은 변형률 데이터와의 비교를 진행하였다. 이는 SRPP 시편의 고속 압축 시험을 통해 이루어 졌으며 SHPB를 통하여 얻은 데이터와 DIC를 통해 얻은 변형률 데이터의 유사함을 확인하였고 이를 통하여 장비의 신뢰성을 검증하였다.