A. Hummeltenberg/M. Curbach · Entwurf und Aufbau eines zweiaxialen Split-Hopkinson-Bars
Bild 4. Druckluftbeschleunigungsanlage nach dem Prinzip von Meenken [10] Fig. 4. Gas gun basing on the principle of Meenken [10]
um Dispersioneffekte nicht zu verstärken. Aus dem Zusammenwirken aller vier Kriterien wurde die Stablänge auf jeweils 3 m für Eingangs- und Ausgangsstab festgelegt.
3.4 Lagerung und Formtoleranzen der Eingangsund Ausgangsstäbe Die Eingangs- und Ausgangsstäbe müssen zwängungsfrei gelagert werden, da sonst Störstellen entlang des Stabes entstehen. Durch solche Störungen würden Transversalwellen erzeugt werden, die sowohl den Versuchsstand beschädigen könnten als auch die Messergebnisse beeinflussen. Es wurden daher robuste Gleitlager mit Gleitfolien gewählt. Die Geradheitsanforderung an die Stäbe ist ebenfalls eine Forderung, um jegliche Zwängung zu unterbinden. Dabei wurde eine Geradheitsabweichung von maximal 0,1 mm pro Meter Stablänge festgelegt. Beim Richten der Stäbe ist auf die maximale Erwärmungstemperatur zu achten, um die Materialfestigkeit der Stäbe nicht zu verringern. Die Rechtwinkligkeit der Kontaktflächen der Stäbe hat erheblichen Einfluss zum einen auf eine gleichmäßige Belastung der Probe und zum anderen auf die maximal erreichte Spannung in den Stäben selbst und muss daher bei der Fertigung besonders beachtet werden.
3.5 Material der Eingangs- und Ausgangsstäbe Die Auswahl des Stabmaterials wird bestimmt durch die Forderungen nach elastischem Verhalten während der Versuche und möglichst hohem Wellentransmissionsgrad beim Übergang vom Stab zur Probe. In der Tabelle 1 sind für die verschiedenen Betonklassen die durch den Stab aufzunehmenden statischen Druckspannungen angegeben. In Bild 5 ist der Einfluss verschiedener Stabmaterialien auf den Transmissionsanteil dargestellt. Ersichtlich ist, dass Aluminium einen höheren Transmissionsanteil
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Beton- und Stahlbetonbau 107 (2012), Heft 6
Bild 5. Transmissionsanteil in der Probe entsprechend verschiedener Stabmaterialien Fig. 5. Part of transmission through the concrete specimen according to bar material
als Stahl ermöglicht. Mit steigender Betonfestigkeitsklasse erhöht sich auch der transmittierte Anteil der Kompressionswelle durch die Betonprobe. Bei der hier vorgestellten zweiaxialen Split-Hopkinson-Versuchsanlage wurde Aluminium AW-EN 7075 ausgewählt, da es bei hohem Transmissionsgrad eine sehr hohe Zugfestigkeit von 470– 560 N/mm² aufweist.
3.6 Konstruktionsdetails In Bild 6 sind der Entwurf und der realisierte zweiaxiale Split-Hopkinson-Bar dargestellt. Eine würfelförmige Be-