THE FREELY EXPANDING RING TEST - A TEST TO DETERMINE MATERIAL STRENGTH AT HIGH STRAIN RATES

Résumé
Le test d'expansion de cylindre (ERT) est un test de conception simple pour étudier le comportement des matériaux en grande déformation et pour de grandes vitesses de déformation. Le test est réalisé en plaçant un anneau mince du matériau à étudier dans un processus d'expansion radiale et en mesurant cette vitesse d'expansion. L'anneau est projeté par un explosif ; le test n'est pas devenu populaire à cause des problèmes posés par le lancement de l'anneau par l'explosif, notamment sur les modifications des propriétés par l'onde de choc. Pour déterminer l'aptitude de l'ERT à déterminer les propriétés des matériaux, une série d'expériences a été conçue sur un matériau sévèrement contrôlé (un cuivre revenu sans oxygène). Les anneaux récupérés ont été analysés et leur changement de dureté déterminé. La comparaison entre les données de l'ERT et celles obtenues avec des essais à [MATH] = 5x10³ s^-1 à la barre d'Hopkinson indique que la dureté induite par choc est approximativement équivalente à un écrouissage de 5%. Les données de l'ERT sur ce matériau pour des vitesses de déformation allant jusqu'à 2,3 x 10⁴ s^-1 sont présentées.

Abstract
The freely expanding ring test (ERT) is a conceptually simple test for determining the stress-strain behavior of materials at large strains and at high strain rates. This test is conducted by placing a thin ring of test material in a state of uniform radial expansion and then measuring its subsequent velocity- time history. The ring is usually propelled by a high explosive driving system. The test has not become popular in the materials property community, however, because there has been some concern about how the launching of the ring sample with an explosively generated shock wave might affect the properties to be measured. To determine the suitability of the ERT for these fundamental investigations, a series of experiments was performed on a carefully controlled material--oxygen-free electronic fully annealed copper. Recovered ring samples were analyzed and the change in hardness determined. Comparisons of the ERT data with that from Hopkinson bar tests at strain rates of about 5 x 10³ s^-1 indicate that the shock-induced hardness is approximately equivalent to a strain hardening of 5%. ERT data on this material at strain rates up to 2.3 x 10⁴ s^-1 are presented.