Der Split-Hopkinson-Bar

Das Split-Hopkinson-Bar-Verfahren dient der Materialprüfung. Bei einem Prüfversuch werden die Materialeigenschaften unter dynamischen Belastungsbedingungen ermittelt.  Obwohl es verschiedene Aufbauten und Techniken für den Split-Hopinson-Bar gibt, um Materialprüfungen bezüglich Zug, Torsion und Stauchung durchzuführen, ist die zugrunde liegende Idee stets gleich: Eine Materialprobe, die sich zwischen zwei Stäben (incident bar und transmitted bar) befindet, wird durch einen Stoßimpuls stark belastet. Der ursprüngliche Aufbau geht auf Bertram Hopkinson zurück. Einige Veränderungen wurden später von Herbert Kolsky durchgeführt; daher findet man in der Literatur manchmal auch die Bezeichnung Kolsky-Bar. 

 

Die sehr schnellen Bewegungsvorgänge während der Materialprüfung können nur mit hochwertiger Messtechnik erfasst und zur Aufzeichnung zur Verfügung gestellt werden. Deshalb wird das Extensometer 200XR der H.-D. Rudolph GmbH schon seit vielen Jahren für Messungen am Split-Hopkinson-Bar eingesetzt. 

 

Besonderheiten von Modell 200XR

  • Hohe Bandbreite von 250 kHz (optional 500 kHz)
  • Wegauflösung im µm-Bereich
  • Alle Ausgangssignale sind live
  • Kalibrierte Ausgangssignale 
  • Einfache Markierung der Messkanten auf der Materialprobe oder 
  • Messen an Kanten der Probe im Durchlichtverfahren
  • Messkamera, Objektiv- und Beleuchtungseinheiten vom selben Hersteller
  • Einfaches, schnelles Aufbauen des Messsystems
  • Austauschbare Objektiveinheiten für unterschiedliche Messbereiche 
  • Folgt Messkantenbewegungen noch bei mehr als 400 m/s
  • Ausgangsmesslänge l0 von 1 mm – 500 mm einstellbar
  • Messungen mit speziellen Objektiveinheiten an bis zu 3000° C heißen Materialproben 

 

Hopkinson Bar

Bild 1: Messversuch mit Model 200XR am Hopkinson-Bar mit Darstellung an einem  Oszilloskop. Bild anklicken für Großformat. 

 

Video 1: Messung an Hopkinson Bar

 

Fragen und Antworten

F: Wo und wie werden die Markierungen angebracht?

A: Da die Kamera 200XR die Positionen von zwei Schwarzweiß- oder Weißschwarz-Übergängen misst, werden beim Split-Hopkinson-Bar-Verfahren die beiden Enden der Stäbe (incident bar und transmitted bar) mit Etiketten oder matter Farbe markiert. Die Kamera regelt sich auf diese Übergänge ein und folgt ihnen auch bei hohen Bewegungsgeschwindigkeiten bis mindestens 400 m/s.

 

F: Was sind kalibrierte Live-Ausgangssignale?

A: Der Kunde muss sich nicht um die Kalibrierung des Systems kümmern. Diese erfolgt beim Hersteller. Die Messsignale stehen nahezu verzögerungsfrei am Ausgang der Kamera zur Verfügung. Modell 200XR wird auch bei anderen Anwendungen eingesetzt, zum Beispiel bei Messungen für dehnungsgeregelte Materialprüfversuche.