Dimensionamento de uma barra de Hopkinson para ensaios de alta velocidade de deformação em plásticos dúcteis

Abstract

O ensaio mecânico com barra Hopkinson (SHPB) é um dos principais ensaios mecânicos para caracterização do comportamento mecânico de materiais sob altas taxas de deformação. Sua principal característica frente aos outros ensaios é que, por meio deste, consegue-se obter a curva tensão-deformação. Através de um estudo do problema de propagação de ondas em sólidos, chegou-se ao equacionamento para a barra, bem como seus requisitos de projetos. Ao final se propõem um dimensionamento preliminar de um aparato experimental de barras de Hopkinson para uso em materiais plásticos dúcteis e este é comparado com os sistemas encontrados em literatura. Também nesse trabalho, em função do dimensionamento das barras, analisa-se as especificações mínimas para um sistema de aquisição capaz de registrar o sinal do fenômeno de propagações de onda do fenômeno.

The Split Hopkinson Pressure Bar Test is one of the main experimental measurement techniques for obtaining material properties under high strain-rate impacts. It's main advantage over other experimental techniques is that, with this aparatus, it's possible to obtain stress-strain curves of the specimen. The SHPB design was developed with aid of elastic wave propagation theory presented in the literature and using project design requirements. At the end of this case study, a SHPB design is proposed for testing ductile polymers at high strain-rates. The resulting dimensions of the designed SHPB components are then compared with the ones described in the literature. In this paper it was also analyzed the minimum frequency response of the dataacquisition system in order to measure the high-frequency signals in the SHPB experiment.