Title

ENSAIO EM BARRA HOPKINSON PARA DETERMINAÇÃO DE ONDAS DE FALHA EM MATERIAIS FRÁGEIS

SPLIT HOPKINSON BAR TEST TO DETERMINE FAILURE WAVES ON BRITTLE MATERIALS

Authorship

Louro, Luís Henrique Leme; Cardoso, André Luís de Vasconcelos

Louro, Luís Henrique Leme

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Cardoso, André Luís de Vasconcelos

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DOI

10.5151/2594-5327-0322

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Abstract

O cálculo das propriedades mecânicas de materiais frágeis submetidos a altas taxas de deformação é fundamental para um entendimento mais profundo dos eventos que normalmente ocorrem durante impactos balísticos ou processos mecânicos de alta velocidade. Em especial, materiais frágeis têm sido um componente importante dos sistemas de proteção balísticos. Ensaios foram realizados em um equipamento de barra de pressão Hopkinson para se obter informações sobre a propagação dinâmica de trincas em uma composição experimental de alumina-nióbia. Taxas de deformação tão altas quanto 1825s-1 foram obtidas durante o ensaio dinâmico de resistência do cerâmico. Os históricos de tensão e de deformação permitiram a construção da curva tensão - deformação. As amostras fraturadas foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV). As imagens mostraram marcas de ondas sobre a superfície da alumina. A instrumentação eletrônica capturou o tempo de fragmentação que levou a valores de velocidade de trinca bem ajustados quando comparados com a teoria de Broek.

Mechanical properties calculations of brittle materials under high strain rates are basic for a better understanding of the events that happening during ballistic impact or high speed mechanical processing. In particular, brittle materials have been used as an important part of ballistic protection systems. Tests were carried out in a split Hopkinson pressure bar to obtain information about crack dynamic propagation in an experimental ceramic composition of alumina-niobia. During the dynamic resistance tests, strain rates as high as 1825 s-1 were achieved. Load and deformation histories allowed the stress-strain curve construction. Fractured samples were analyzed by scanning electron microscopy (SEM). Images showed wave marks at the alumina sample surface. The fragmentation time interval was recorded by electronic instrumentation, which allows to good fitting crack tip propagation speed values when compared to Broek ́s theory.

Keywords

Cerâmicos; Alumina; Barra Hopkinson.

Ceramics; Alumina; Hopkinson bar.