Instrumentace sestavy dělené Hopkinsonovy tyče pro dynamická měření

Abstract

Tato práce řeší problematiku instrumentace dělené Hopkinsonovy tyče modifikované pro dynamická měření materiálů s nízkou mechanickou impedancí. Zaměřuje se na návrh a realizaci součástí souvisejících se samotným záznamem deformačních pulzů z tenzometrických snímačů (jednotka pro tenzometrická měření, napájecí jednotka, filtrace) až po součásti sloužící k řízení a synchronizaci experimentu (modul optických bran a trigger vysokorychlostní kamery). Součástí práce je také návrh softwarového řešení, s grafickým uživatelským rozhraním, umožňujícím nastavení parametrů záznamu měření, samotné zaznamenání měřených veličin a jejich uložení pro potřeby vyhodnocení experimentu. Použitelnost a spolehlivost implementovaného řešení pro rutinní experimenty instrumentovaného SHPB je potvrzena provedenými experimenty se vzorky auxetických struktur. Tyto experimenty se následně podařilo spolehlivě vyhodnotit. Výsledkem této práce je soubor technických řešení (hardwarových i softwarových) zlepšujících kvalitu a spolehlivost měřených dat a také zvyšující celkový komfort obsluhy instrumentovaného zařízení SHPB.

This thesis deals with problems of instrumentation of a Split Hopkinson Pressure Bar modified for dynamic testing of materials with low mechanical impedance. Aim of the thesis is focused on design and implementation of components related to the strain wave measurement based on strain gauges (i.e. tensometric measurement unit, power supply unit, filtration) and the components used for the control and synchronization of the experiment, such as module of laser trough-beam photoelectric sensor). Aside from design of hardware components, the thesis also deals with development of a control software with graphical user interference that allows selection of parameters of the dynamic tests and their storage for the evaluation of experiments. The applicability and reliability of the implemented solutions is assessed by SHPB experiments with samples of auxetic structures. It is shown that the experiments were reliably evaluated and that the presented set of hardware and software technical solutions improves the quality and reliability of the testing components, while increasing the overall comfort of operation of the SHPB instrumentation, too.