Fakulteta za strojništvo
Univerza Maribor
Rules
Only words with 2 or more characters are accepted
Max 200 chars total
Space is used to split words, "" can be used to search for a whole string (not indexed search then)
AND, OR and NOT are prefix words, overruling the default operator
+/|/- equals AND, OR and NOT as operators.
All search words are converted to lowercase.
Oprema
Računalniška oprema
Računalniška gruča HPC-CORE
Računalniška gruča HPC-CORE
 | HPC-Core:Strojna oprema
|
Sodobne delovne postaje (zmogljivi osebni računalniki).
Eksperimentalna oprema
Split-Hopkinson-Pressure-Bar (SHPB) preizkuševališče
Split-Hopkinson-Pressure-Bar (SHPB) preizkuševališče
SHPB preizkuševališče je namenjeno eksperimentalnemu določanju mehanskih lastnosti inženirskih materialov pri visokih hitrostih njihovega deformiranja v območju hitrosti deformacije od 102 s-1 do 8∙104 s-1.
Princip delovanja:
Princip delovanja preizkuševališča temelji na enodimenzionalni teoriji širjenja udarnih elastičnih deformacijskih valov v elastičnih palicah, katero je v osnovi razvil Bertram Hopkinson [1] in kasneje priredil Herbert Kolsky [2] z uporabo dveh zaporednih Hopkinsonovih palic.
Preizkusni vzorec materiala majhnih dimenzij (do 20 mm premera in dolžine) namestimo med vstopno in izstopno palico, ki sta opremljeni z merilnimi lističi. S pospeškom udarnega telesa, ki udari v nasprotni konec vstopne palice v le-to vnesemo tlačni elastični deformacijski impulz, katerega trajanje in intenziteta sta sorazmerni hitrosti in dolžini udarnega telesa. Elastični deformacijski impulz se po palicah širi s hitrostjo ki je sorazmerna z modulom elastičnosti in gostoto materiala palice in je za kovinske palice približno enaka 5 km/s. Ko tlačni deformacijski impulz doseže nasprotni konec palice, kjer je nameščen preizkušanec, se del tlačnega impulza prenese na preizkušanec, del pa se zaradi razlike v mehanski impedanci palice in preizkušanca kot natezni deformacijski impulz odbije od konca palice. Preneseni del tlačnega impulza povzroči v preizkušancu visoko hitrostni deformacijski proces, kjer je v preizkušancu doseženo dinamično ravnotežje, pri čemer se del tlačnega impulza porabi za deformiranje preizkušanca. Neporabljeni del tlačnega impulza se prenese na izstopno palico po kateri se širi proti nasprotnemu koncu palice.
Z merilnimi lističi in visokofrekvenčnim merilnim sistemom zajemamo merilne signale vstopnega, odbitega in prenesenega deformacijskega impulza, Slika 1. Razmerje napetost-specifična deformacija in hitrost deformacije določamo na osnovi časovne integracije zajetih elastičnih deformacijskih impulzov na vstopni (vstopni in odbiti impulz) in izstopni (preneseni impulz) palici, Slika 2.
[1] Hopkinson, B. (1914). "A Method of Measuring the Pressure Produced in the Detonation of High Explosives or by the Impact of Bullets," Philos. Trans. R. Soc. (London) A, 213, pp. 437–456.
[2] Kolsky, H. (1949). "An Investigation of the Mechanical Properties of Materials at Very High Rates of Loading". Proc. Phys. Soc. (London)B, 62 (11), pp. 676.
Slika 1: Zajeti deformacijski impulzi na vstopni in izstopni palici
Slika 2: Razmerje napetost-specifična deformacija in hitrost deformacije
Tehnični podatki preizkuševališča:
- Premer palic in udarnega telesa: 20 mm
- Dolžina vstopne in izstopne palice: 1.500 mm
- Material palic in udarnega telesa: Ti-6Al-4V (Grade 5) – Ti64, Al7075-T651, PMMA, PROTAC 500
- Dolžina pospeševalne cevi: 700 mm
- Dolžina udarnega telesa: 175, 350, 450 in 700 mm
- Dolžina udarnega impulza: 69, 138, 177 in 276 μs
- Največji pospeševalni tlak: 10 bar
- Pospeševalni plin: dušik (nitrogen)
- Premer preizkušancev: največ do 20 mm
- Merilni sistem: DEWESoft SIRIUSi HS 8x STG+ s hitrostjo vzorčenja 1 MHz
Mobilni sistem za sinhronizirano hitro digitalno snemanje prehodnih pojavov
Mobilni sistem za sinhronizirano hitro digitalno snemanje prehodnih pojavov
Mobilni sistem za sinhronizirano hitro digitalno snemanje prehodnih pojavov je namenjena za napredno digitalno vizualizacijo ekstremno hitrih prehodnih pojavov, kot so udarno deformiranje materialov, vrtinčenje in kavitacija, brizganje, krhki zlomi, hitra rast razpok, učinki eksplozij ali izstrelkov ipd. Analiza posnetkov takšnih pojavov z ultra-hitrimi hitrimi kamerami (2 milijona posnetkov na sekundo) omogoča boljše razumevanje osnovnih fizikalnih zakonitosti teh pojavov in prispeva k izboljšanju sestave materialov, konstrukcij ali postopkov v inženirstvu in širše.
Primarno je sistem namenjen za izvajanje raziskav na področju razvoja in karakterizacije sodobnih metamaterialov (npr. celični in kompozitni materiali), saj omogoča opazovanje deformiranja teh materialov pri zelo visokih hitrostih obremenjevanja. Digitalna obdelava takšnih posnetkov po metodi DIC (ang. »Digital Image Correlation«) omogoča natančno analizo dogajanja v materialu in dodatno verifikacijo materialnih parametrov pri izredno hitrih dinamičnih preizkusih (kot na primer na Split-Hopkinson-Pressure-Bar preizkuševališču). Obenem so posnetki hitrih kamer zelo pomembni za uspešno validacijo novih računalniških simulacijskih modelov za študije možne uporabe naprednih materialov v modernih konstrukcijah. Področje uporabe pa ni omejeno le na klasične trdnine, ampak omogoča ovrednotenje mehanike deformiranja tudi drugih vrst materialov, kot so mehkejša tkiva (uporaba v medicini), tkanine (uporaba v tekstilstvu), prehodnih pojavov pri tekočinah (uporaba v procesnem strojništvu).
V sodelovanju s slovenskim podjetjem DEWESoft je bil razvit edinstven mobilni integrirani merilni sistem za stereo-optično hitro digitalno snemanje prehodnih pojavov, ki temelji na programski podpori za zajem in analizo podatkov PHOTRON FASTCAM VIEWER 4 (PFV4) in DEWESOFT-X-PROF ter naslednji strojni opremi:
- dve hitri kameri PHOTRON FASTCAM SA-Z type 2100K-M-128GB z naslednjimi značilnostmi:
- ultra-visoka hitrost snemanja do 2,1 milijona slik/sek
- senzor: CMOS (1:1)
- svetlobna občutljivost: ISO 50.000 (dvobarvno 12-bit)
- kakovost slike: do 1.024 x 1.024 slikovnih pik
- čas odpiranja zaslonke: 159 ns
- 128 GB hitrega spomina
- Objektivi:
- Canon EF 35mm 1.4 L II USM
- Canon EF 50mm 1.2 L USM
- Canon EF 85mm 1.4 L IS USM
- Canon EF 135mm 2.0 L USM
- tripod stojala Manfrotto 475B z več-osno fino nastavljivo glavo Manfrotto 405
- visokozmogljivim merilni sistem DEWESoft SIRIUSi HS 8x STG+ z naslednjimi značilnostmi:
- št. izoliranih analognih vhodov: 8
- št. digitalnih/števnih vhodov: 24 digitalnih / 8 števnih, sinhroniziranih z analognimi
- št. CAN vhodov/izhodov: 1
- tip vhoda/meritev: napetostni, polna, pol in četrt mostična vezava, upornost, temperatura
- merilno območje: napetost +/- 50 V; polni most od 2 mV/V do 1000 mV/V
- ločljivost AD pretvorbe: 16 bit
- hitrost vzorčenja: 1 MHz
- način vzorčenja: hkratno na vseh kanalih
- pasovna širina signala: 1 MHz
- napajanje senzorjev: zvezno nastavljivo
- napetostno od 0 do 20 V DC
- tokovno od 0 do 60 mA DC
- visoko resolucijski digitalni fotoaparat Canon EOS R z naslednjimi značilnostmi:
- tip fotoaparata: brez zrcalni, digitalni
- tip slikovnega senzorja: CMOS
- ločljivost slikovnega senzorja: 30,3 Mpixel
- razmerje stranic slike: 16:9, 4:3, 1:1 in 3:2 (vodoravno : navpično)
- občutljivost slikovnega senzorja ISO: 100 do 40.000
- nastavljanje svetlobne izpostavljenosti: od 1/8.000 s do 30 s
- št. zaporednih posnetkov pri polni ločljivosti: 8 fps
- hitrost zajemanja video posnetkov: 119,9 fps pri HD (1280x720) ločljivosti
- prikazovalnik: LCD, občutljiv na dotik, velikost 3,15 ", položajno prilagodljiv (možnost nagiba in zasuka glede na telo kamere)
- žične povezave: USB 3.1, USB C, HDMI
- brezžične povezave: IEEE802.llb/g/n in Bluetooth 8
- nosilec za objektive: RF bajonet
- adapter nosilca za objektive: Canon EF – EOS R s krmilnim obročem
- akumulatorsko držalo Canon BG-E22 z Li-Ion baterija Hahnel Canon LP-E6 (HL-E6)
- pomnilna kartica SONY TOUGH UHS-II SD 256 GB (SF-M256T)
- Brezžični sprožilec kamere Canon BR-E1
- Bliskavica Canon Speedlite 470EX-AI
- zoom objektivi:
- Canon RF 24-105mm F4L IS USM
- Canon RF 70-200mm 2.8 L IS USM
- Integriran sistem za visokozmogljivo ploskovno LED osvetlitev GSV_G8_KIT s stalno ali impulzno osvetlitvijo:
- osrednja krmilna enota GSVITEC Multiled G8
- ploskovni LED osvetlitveni paneli GSVITEC Multiled QT, bela svetloba (6.500 K), svetilnost 12.000 lm
- tripod stojala z nagibno glavo LumiQuest Lastand tripod
- Integriran sistem za visokozmogljivo LED endoskopsko osvetlitev:
- visokozmogljivi vir LED svetlobe PHOTONIC LED-Light-Source F5100 (PH-10140 High Power LED Endoscope Light Source), bela svetloba (6.500 K), svetilnost 1.200 lm pri optičnem vlaknu 8 mm in dolžine 1 m
- kompatibilno dvojno endoskopsko svetlobno vodilo PHOTONIC Fiber-Optic Gooseneck Light Guide premera 4,5 mm na izvoru svetlobe in dolžine 550 mm
- kompatibilno enojno endoskopsko svetlobno vodilo PHOTONIC Fiber-optic Light Guide Flexible premera 8 mm na izvoru svetlobe in dolžine 1 m
- Naprave za neprekinjeno električno napajanje (UPS) Delta UPS N-Pro model N-3K električne moči 3 kVA.