Dinámica rápida

A escala del material, los dispositivos de ensayo permiten caracterizar la evolución hasta el fallo en el rango de velocidades de deformación comúnmente encontradas en situaciones de choque e impacto [0,05;5000]s-1. Se implementan numerosos dispositivos experimentales complementarios para cubrir esta gama y caracterizar el comportamiento de los materiales en un rango muy amplio de impedancias mecánicas: metales y aleaciones, compuestos y polímeros, materiales celulares, materiales biológicos (en relación con la actividad biomecánica del impacto).

La máquina hidráulica puede escanear una amplia gama de velocidades de deformación y cumplir con los requisitos de pruebas de alta velocidad. Incluyen configuraciones de tensión/compresión en un rango de velocidad de 0,05 a 250s-1. Se acompaña de un extensómetro electro-óptico para la medición de la deformación y de una célula piezoeléctrica para la medición de la deformación. Un dispositivo de correlación de imágenes (estéreo) y las cámaras ultrarrápidas permiten realizar mediciones de campo y alcanzar velocidades de fotogramas de 3000fps a 25000fps.

Los dispositivos de barra de Hopkinson son herramientas experimentales que permiten aplicar esfuerzos (tensión, compresión o torsión) a altas velocidades de deformación (hasta 5000 s-1). El principio de las barras de Hopkinson se basa en la colocación de una muestra a caracterizar entre una barra de entrada y otra de salida. Se lanza un proyectil al extremo libre de la barra de entrada, este choque genera una onda que se propaga en la barra de entrada. En la interfaz entre la barra de entrada y la muestra, una parte de esta onda se propaga en la muestra y la otra se refleja. La onda transmitida viaja a través de la muestra y se encuentra con la interfaz entre la muestra y la barra de salida. Parte de esta onda vuelve a reflejarse y de nuevo viaja en sentido contrario a través de la muestra.

Esta propagación de ondas genera, por tanto, una tensión dinámica en la probeta. La medición en las barras de entrada y salida del paso de ondas permite devolver la deformación de la probeta y la fuerza aplicada. Dependiendo de la naturaleza de la muestra a ensayar y del tipo de carga deseada, se pueden utilizar varios juegos de barras.