Mestrado Profissional em Engenharia Automotiva
Trabalhos de Conclusão de Curso

Modulação de pulso para regularização da taxa de deformação em teste com barra de Hopkinson

Shaping the Incident Pulse Towards Achieving a Uniform Strain Rate in the Split Hopkinson Pressure Bar Test

Autor
Benassi, Fábio -
Orientador
Alves, Marcílio
Defesa de tese
03 / 11 / 2005
Participantes da Banca
Alves, Marcílio; Marcicano, João Paulo; Kurka, Paulo Roberto Gardel
Palavras-chave
barra de Hopkinson; encruamento; taxa de deformação; modulador de pulso
Keywords
Hopkinson bar; strain hardening; strain rate; pulse shaper

Resumo

O presente trabalho propõe-se a apresentar um método para dimensionamento de moduladores de pulso para uso em testes de barra de Hopkinson. Moduladores de pulso têm larga aplicação não apenas na eliminação dos efeitos de dispersão, mas também como ferramentas para regularização da taxa de deformação do teste. Visando esta segunda aplicação, o texto traz uma fundamentação teórica sobre o cálculo e estabelece linhas gerais para o dimensionamento de moduladores a partir de simulações numéricas. A análise apresenta exemplos de cálculo e resultados para o caso concreto da barra de Hopkinson do Grupo de Mecânica dos Sólidos e Impacto em Estruturas da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Os resultados comprovam a eficácia do método de dimensionamento e ilustram os benefícios da modulação de pulso.


Abstract
This paper establishes design guidelines for the design of incident pulse shapers in Split Hopkinson Pressure Bar tests. Pulse shapers can not only reduce the effects of dispersion by increasing the rise time but can also serve the purpose of attaining constant strain rates when testing samples subject to strain hardening. With the latter goal in mind the text presents a theoretical background about the workings of pulse shapers and outlines a step-by-step procedure of how to design them. Computer simulations show the effectiveness of the so-designed shapers taking as a testbed the Hopkinson bar apparatus belonging to the University of São Paulo’s Group of Solid Mechanics and Structural Impact of the Department of Mechatronics and Mechanical Systems Engineering. The results confirm the effectiveness of the guidelines and illustrate the benefits of the pulse shaping technique.