9414912770

120 Jacek Janiszewski, Józef Gacek, Marek Burdek, Jerzy Stępień Prace IMŻ 1 (2010)

Rys. 2. Stanowisko laboratoryjne do wykonywania testu Taylora Fig. 2. Laboratory stand for Taylor impact test

Rys. 3. Widok stanowiska do elektromagnetycznego rozciągani Fig. 3. View of the experimental stand for expanding ring test

Do miotania próbek walcowych zastosowano pirotechniczną metodę napędzania, w której wykorzystano karabin z lufą gładką o kalibrze 8 mm. Próbkę walcową o wymiarach: średnica 8 mm, długość 56 mm osadzano w łusce, do której wcześniej wsypano naważkę prochu o masie obliczonej za pomocą kodu numerycznego do rozwiązywania problemu balistyki wewnętrznej. Stosując różne naważki prochu otrzymywano różne warunki napędzania (różna prędkość zderzenia). Do określenia prędkości zderzenia zastosowano optyczną metodę pomiarową, polegającą na rejestracji ruchu walca za pomocą cyfrowej kamery szybkiej Phantom vl2. W celu zwiększenia dokładności wyznaczania tej prędkości zastosowano specjalistyczne oprogramowanie TEMA Motion Automotive.

Badanie właściwości plastycznych stali w warunkach dynamicznego obciążenia wykonano również za pomocą elektromagnetycznego testu pierścieniowego 141. Test ten polega na promieniowym rozciąganiu materiałowej próbki pierścieniowej za pomocą impulsowego pola elektromagnetycznego generowanego przepływem prądu przez cewkę, na której osadzono badany pierścień. W Wojskowej Akademii Technicznej opracowano stanowisko badawcze realizujące ekspansję elektromagnetyczną [51 (rys. 3), które składa się z trzech zasadniczych zespołów: napędzającego - odpowiedzialnego za nadanie prędkości radialnej ściankom pierścienia, zasilania (generator impulsów prądowych) - zapewniającego dostarczenie odpowiedniej energii do zespołu napędzającego, oraz ładowania - umożliwiającego ładowanie baterii kondensatorów do wybranej wartości napięcia.

Napędzanie pierścieni stalowych, o wymiarach pokazanych na rys. 4a, odbywało się w sposób pośredni, tzn.

Rys. 4. Wymiary próbki pierścieniowej i widok perspektywiczny pierścieni

Fig. 4. Dimensions of ring sample and perspective view of rings

poprzez dodatkowy pierścień miedziany, na którym montowano badany pierścień stalowy (rys. 4b).

Zastosowana metoda napędzania wynika głównie z tego, że stal ma dużą rezystywność, która obniża sprawność napędzania oraz wywołuje nadmierne nagrzewanie materiału pierścienia. Pierścienie montowano na cewce, która składała się z sześciu blisko usytuowanych (przerwa 0,3 mm) zwojów równoległych, których średni promień wynosił 14,55 mm. Jedynie na odcinku około 5 mm występowało ukośne przejście, zapewniające połączenie pomiędzy sąsiednimi zwojami.

W celu oceny prędkości odkształcenia, podczas prób rejestrowano ruch pierścienia za pomocą szybkiej kamery cyfrowej. Z kolei ruch pierścienia analizowano z wykorzystaniem oprogramowania TEMA Motion Au-tomotive podobnie, jak w przypadku testu Taylora.

Dynamiczne właściwości plastyczne stali za pomocą metody pierścieniowej były określane na podstawie wartości następujących parametrów: wydłużenia obwodowego Ee i wydłużenia równomiernego A_r. Wydłużenie £e obliczano z zależności £e = ln(r/r₀)' 100% , gdzie r, oznacza promień pierścienia w chwili fragmentacji,