PT859950E - Aperfeicoamentos em aparelhos de teste de construcao ou relacionados com os mesmos - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO “Aperfeiçoamentos em aparelhos de teste de construção ou relacionados com os mesmos”

Este invento refere-se a aperfeiçoamentos em aparelhos de teste de construção ou estrutura ou relacionados com os mesmos e. mais particularmente mas não exclusivamente, a sistemas de barra “Hopkinson” utilizados em investigações dos efeitos de choque de veículos e barreiras de estrada.

Actualmente, cerca de 50000 pessoas morrem anualmente na Europa em acidentes na estrada e é, assim, muito importante aperfeiçoar os sistemas de absorção de energia em veículos, para dissipar a energia de impacto provocada pelo choque de um veículo com, por exemplo, um obstáculo. É bem sabido que as companhias de automóveis levam a cabo investigações nos seus veículos com o objectivo de melhorar as caraeterísticas de segurança dos ditos veículos. Devido à complexidade dos fenómenos de impacto, estas investigações são normalmente levadas a cabo através de experiências em veículos em condições de choque numa escala real, em vez de investigar os efeitos em modelos de escala reduzida. Como consequência, estas experiências tendem a ser dispendiosas e são normalmente restringidas medindo a desaceleração máxima de um manequim condutor e por análise da distribuição da deformação residual. Dados experimentais recebidos de células de carga existentes utilizadas como parte do aparelho de teste tendem a ser severamente dificultados devido a efeitos de onda que ocorrem durante um impacto, sendo estes dados geralmente apresentados após alguma filtração duramente substanciada (o valor absolutamente essencial de uma força máxima é parcialmente questionável nestas medições).

No entanto, os efeitos de propagação de onda podem, em vez de provocar complicações indesejáveis, ser utilizados como um instrumento preciso para análise de caraeterísticas mecânicas na carga dinâmica quando é utilizado um sistema de barra Hopkinson equipado adequadamente. Uma barra Hopkinson é um aparelho popular utilizado no estudo da resposta dinâmica de materiais. Na essência, a barra Hopkinson é uma barra elástica na qual é aplicada uma carga de pressão-tempo conhecida numa extremidade e que, através de técnicas de medição adequadas, podem ser reconstruídos detalhes da perturbação aplicada. Isto envolve, normalmente, a medição de sinais a partir de calibres de tensão na barra de entrada (que introduz uma carga numa amostra em teste) e sinais de uma barra de suporte de saída para calcular uma relação força/deslocamento na amostra (ver, em particular Lindholm U.S. 1971, High Strain Rate Tests. Techniques of Metal Research, volume 5, parte

85 042 ΕΡ 0 859 950/ΡΤ 2 1, J. Wiley). Os parâmetros de carga mensuráveis (nível de tensão, valor de deformação controlado, velocidade de deformação) podem ser determinados respectivamente pela velocidade de superfície de carga, o comprimento das barras e a tensão (elástica) permitida nas barras. Estão disponíveis alterações na barra de Hopkinson para a análise de tensão, compressão, forças de corte ou de torção e assim sucessivamente. No entanto, os sistemas de barra Hopkinson são utilizados normalmente para o estudo de propriedades mecânicas de materiais, sendo feitas experiências em amostras relativamente pequenas, com um comprimento, por exemplo, de vários centímetros. Não obstante, foram feitas experiências utilizando um grande equipamento de testes dinâmicos (LDTF) incluindo uma grande instalação de barra Hopkinson utilizada para investigação do comportamento dinâmico de grandes amostras de vigas de betão reforçado com secção pesada de cerca de dois ou três metros de comprimento. Um artigo intitulado “Recent Development Results of LDTF Tests on Steel and Concrete Specimens", por C.. Delzano, E. Gutierrez, P. M. Jones e G. Verzeletti apresentado na Nuclear Engineering and Design, 112 (1989), página 65, põe à discussão um grande equipamento de teste (por exemplo 200 metros) para a investigação das características de blocos de betão, mas numa aproximação quase estática, sem considerar os efeitos de onda. Este artigo mostra um sistema de barra Hopkinson com curvatura em 3 pontos no qual a força é medida na barra de entrada e os deslocamentos são medidas por meio de um sistema óptico. No entanto, barras de saída muito pequenas tendem a não permitir medições precisas de acordo com a teoria da barra Hopkinson. Assim, a análise no dito artigo foi feita em condições quase estáticas. Mesmo utilizando duas barras de saída compridas num cenário de curvatura em 3 pontos, as medições da barra Hopkinson padrão poderiam apenas fornecer informação fiável relativamente a forças no caso de deformação simétrica precisa (isto é, apenas na fase inicial de carga), porque uma deformação plástica intensa (ver fig. 26 do artigo) irá produzir forças não iguais em direcções perpendiculares; não controladas num processo de barra Hopkinson padrão. A especificação de Patente Francesa n.° 2696002 ilustra um instrumento de demonstração para efeitos de formação e diz respeito apenas a medições num sistema estático de esforços ou forças 3d. A disposição ilustrada na 2696002 não poderia ser utilizada para medir forças de impulso devido às reflexões de onda de tensão e forças de inércia que tendem a causar níveis de imprecisão elevados.

Mais ainda, a disposição ilustrada na 2696002 não pode ser utilizada em estruturas mecânicas porque a sua utilização exige modificação da estrutura a ser testada, o que altera a

85 042 ΕΡ 0 859 950/ΡΤ 3 distribuição dos esforços ou forças na própria estrutura. O que é necessário é uma disposição que mantenha a geometria original da estrutura a ser testada.

Um objectivo do presente invento consiste em aliviar pelo menos um dos problemas acima mencionados, ou outros, associados a testes em materiais ou estruturas mecânicas, ou proporcionar um sistema de barra de pressão ou Hopkinson para executar um tal teste, que é aperfeiçoado pelo menos em alguns aspectos.

De acordo com o presente invento, é proporcionado um sistema de barra Hopkinson ou sistema de barra de pressão que compreende uma pluralidade de barras de saída colocadas, em utilização, (fazendo de preferência um ângulo uma com a outra) para medir componentes de uma força de impulso numa amostra ou estrutura a ser testada.

Ainda de acordo com o presente invento é proporcionado um sistema de barra Hopkinson ou sistema de barra de pressão que compreende pelo menos duas barras de saída ligadas de um modo operativo, fazendo um ângulo uma com a outra (normalmente ângulos rectos), por meio de um nó, estando o dito nó, em utilização, ligado de um modo operativo a uma amostra ou estrutura a ser testada.

Em utilização, a amostra pode compreender uma barra com cerca de 2 a 3 metros de comprimento e pode estar ligada, por exemplo, por soldadura ou por uma força encaixada numa face do nó (normalmente com secção geralmente quadrada). A secção transversal do nó pode ser maior que a da barra de amostra.

Uma das barras de saída (que faz normalmente um ângulo recto com a barra de amostra) pode compreender um colar envolvendo o nó e podem existir folgas definidas entre o nó e o colar nos seus lados opostos, permitindo um pequeno deslocamento do nó num plano perpendicular à outra barra de saída (barra essa que pode ser alinhada axialmente com a barra de amostra e ligada a uma face oposta do nó). São proporcionadas superfícies de contacto com baixo atrito, de preferência, em superfícies de contacto da(s) barra(s) de saída e nó e, em particular, no colar (onde for proporcionado) e nó. O sistema incluirá, normalmente, calibres de tensão posicionados nas barras de saída para medir os efeitos de onda.

85 042 ΕΡ 0 859 950/ΡΤ Ο sistema pode incluir três barras de saída e a amostra ou estrutura pode ter uma forma complexa tridimensional sob carga dinâmica em vez de apenas uma simples barra.

Numa concretização do presente invento, a amostra é uma estrutura linear e pode estar numa disposição de dobragem em três pontos possivelmente sob uma carga de impacto normal não central. Pode ser proporcionado um nó em cada extremidade da estrutura linear, com cada nó ligado a duas barras de saída perpendiculares uma relativamente à outra, sendo duas das ditas barras de saída paralelas à estrutura linear e as duas outras ditas barras de saída paralelas uma à outra.

Numa segunda concretização do presente invento, a amostra é uma parte real de um veículo (por exemplo um veículo pára-choques com construções de suporte) que sofre uma colisão oblíqua com uma parede (barra Hopkinson de saída de pressão) em particular sob impacto a elevada velocidade (por exemplo 20 a 40 m/s).

Uma concretização adicional inclui uma barreira de estrada como a amostra e um veículo como o dispositivo de impacto, sendo o dito veículo equipado com instrumentação e sendo proporcionados nós em cada extremidade da barreira de estrada. A barreira de estrada pode ser testada com uma colisão oblíqua com o veículo.

De modo a proporcionar mais facilmente um impacto a grande velocidade, quer a amostra quer o dispositivo de impacto podem ser acelerados um para o outro, utilizando de preferência cabos sujeitos previamente a tensão.

Ainda de acordo com o presente invento, é proporcionado um processo de modificar um sistema de barra Hopkinson de escala real, compreendendo o dito processo a ligação operativa, por meio de um nó, a uma amostra ou estrutura em teste a pelo menos duas barras de saída (não amarradas) dispostas perpendicularmente uma à outra.

Existe, de preferência, uma ligação substancialmente sem atrito entre pelo menos uma das barras de saída e o nó.

Ainda de acordo com o presente invento, é proporcionado um processo de medição das componentes perpendiculares de uma força numa amostra ou estrutura em teste por um sistema de barra Hopkinson ou sistema de barra de pressão que inclui calibres de tensão, através da medição de forças numa barra Hopkinson ligada de um modo operativo e alinhada

85 042 ΕΡ 0 859 950/ΡΤ 5 axialmente com a dita amostra ou estrutura e medindo forças numa barra Hopkinson ligada de um modo operativo mas colocada perpendicularmente à amostra ou estrutura. O dito processo pode incluir a acçào de provocar o impacto da amostra ou estrutura com um obstáculo ou dispositivo de impacto até uma velocidade de cerca de 20 a 40 m/s. O dispositivo de impacto é, de preferência, cilíndrico. O dispositivo de impacto pode ser colocado para poder deformar-se durante o impacto.

Uma amostra de dimensão real pode assim, com vantagem, ser testada e analisada em condições de carga ou impacto assimétricos, usando um LDTF com um sistema de barra Hopkinson de acordo com o presente invento.

Ainda de acordo com o presente invento, é proporcionado um sistema de barra Hopkinson ou sistema de barra de pressão que compreende uma pluralidade de barras de saída dispostas, em utilização, para medir componentes de uma força de impulso ao longo de qualquer direcção seleccionada numa amostra ou estrutura em teste, evitando imprecisões de medição devido a reflexões de onda de tensão e efeitos de inércia.

As barras de saída são, de preferência, acopladas a uma amostra ou estrutura em teste, não sendo feitas modificações geométricas na estrutura que poderiam perturbar a distribuição de forças de impulso a serem medidas.

Muitas características vantajosas do sistema ou processo serão evidentes a partir da descrição e desenhos seguintes.

Concretizações de um sistema de barra Hopkinson ou sistema de barra de pressão de acordo com o presente invento serão agora descritas, apenas como exemplo, com referência aos desenhos anexos esquemáticos muito simplificados, em que: a fig. 1 ilustra a disposição geral de um sistema de barra Hopkinson com um grande equipamento de teste dinâmico (LDTF) com dobragem em três pontos; a fig. 2 ilustra detalhes de uma modificação ao sistema de barra Hopkinson ilustrado na fig. 1, estando a dita modificação de acordo com uma primeira concretização do presente invento; 6 85 042 ΕΡ Ο 859 950/ΡΤ a fíg. 3a ilustra uma vista em corte através de um nó tomado segundo a linha ΙΙΙ-ΙΠ da fíg. 2; e a fig. 3b ilustra uma vista em perspectiva do nó desenhado numa escala diferente; a fig. 4 ilustra um esquema de acordo com uma segunda concretização do presente invento para investigar uma carga normal não central de uma estrutura linear; a fíg. 5 ilustra um esquema para investigar uma colisão oblíqua de uma construção de segurança deformável com uma parede rígida, de acordo com uma terceira concretização do presente invento; a fíg. 6 ilustra uma experiência em dimensão real com uma barreira de estrada e um veículo, de acordo com uma quarta concretização do presente invento; e a fíg. 7 ilustra um esquema com movimento de um condutor e uma amostra de acordo com uma quinta concretização do presente invento. A fíg. 1 dos desenhos ilustra uma barra Hopkinson com dobragem em três pontos ou sistema de barra de pressão que é conhecido basicamente para a investigação de forças em vigas de betão reforçado. Tal equipamento tem sido usado em condições quase estáticas sem se considerarem os efeitos de onda. A fíg. 1 ilustra um LDTF 1 que compreende uma viga de suporte b fixa a uma estrutura de contenção f. Para aumentar a rigidez flexível, a viga b é fixa a cada extremidade à fundação de aparelho 2 por hastes de reforço t. Uma amostra ou estrutura 3 sob investigação é carregada por dois rolos o que estão ligados a uma viga de suporte b através de braços a e a placa de ligação p, fazendo assim uma configuração de carga em três pontos. A carga de impulso é aplicada através da placa de ligação p através da cruzeta c e haste de transmissão r, em particular de acordo com a explicação no artigo acima mencionado “Nuclear Engineering and design 112 (1989) pagina 65"'. O presente invento refere-se à modificação, por exemplo, do aparelho 1, tal como está ilustrado na fíg. 1, pelo introdução de barras de saída adicionais dispostas para medirem componentes perpendiculares de uma força numa amostra ou estrutura em investigação, e isto pode ser feito utilizando o esquema tal como está definido na fig. 2.

85 042 ΕΡ 0 859 950/ΡΤ 7 A fig. 2 ilustra como ο sistema de barra Hopkinson, como está definido por exemplo na fig. 1, pode ser modificado para medição de componentes de uma força num ponto controlado. A fig. 2 ilustra parte de uma estrutura ou amostra 101 em investigação que está ligada, por exemplo, por cola, soldadura ou por encaixe de força a uma parte transiente ou nó 102 que tem uma secção transversal geralmente quadrada (ver figs. 3a e 3b) algo maiores que as secções transversais das barras de saída 103 e 104, para medição de componentes de força perpendiculares nas direcções X e Y. Os calibres de tensão 105 estão colocados nas barras de saída 103 e 104, assim como na parte de estrutura 101 em investigação. A parte de estrutura 101 pode estar, em utilização, sob uma carga geralmente axial e pode, por exemplo, ser parte de um veículo pára-choques actuado por uma barra de impacto (não ilustrada). A fig. 3 a ilustra um corte transversal do nó 102 que deveria ser geralmente auto explicativo quando visto em conjunto com a vista em perspectiva 3b. Deverá observar-se que a barra de saída 103 tem um colar anelar oco de secção quadrada 103a definindo folgas g, e g2 em qualquer um dos lados do nó 102, permitindo um pequeno deslocamento do nó 102 relativamente à barra de saída 103 num plano perpendicular à barra de saída 104.

As faces opostas 102a, 102b do nó 102 têm superfícies de contacto com baixo atrito s, e s,, superfícies essas que entram em contacto com paredes laterais interiores 103b, 103c do colar anelar 103a.

Os calibres de tensão 105 deveriam estar em barras de saída suficientemente compridas 103, 104 e deveriam receber valores de tensão numa dada direcção de acordo com a fórmula: -

σ*=Ε [A7AS] sT em que E ó o módulo de elasticidade das barras de pressão e A/As é a relação de área entre as barras de pressão e a amostra em teste, ετ é o impulso transmitido e σ5 é a tensão média na amostra (ver páginas 320 e 321 de Lincoln U.S. 1971, High Strain Rate Tests, Tecniques of Metal Research, Volume 5, parte 1, J. Wiley, com referência anterior).

De modo a considerar os efeitos de onda, são utilizadas barras de saída relativamente compridas para proporcionarem uma duração desejada antes da reflexão da onda da extremidade mais longe e, assim, o valor da deformação controlada.

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Assim, a disposição ilustrada nas figs. 2, 3a, 3b permite a distribuição de tensão num sistema de barra Hopkinson a ser medido com medição independente de todas as componentes de forças em pontos de controlo numa amostra em teste, ao contrário do artigo da Nuclear Engineering and Design, 112 (1989) a que foi feita referência anteriormente.

Mesmo no caso de carga simétrica de uma estrutura complexa, uma perda de estabilidade em algum elemento pode provocar uma deformação local intensa seguida por uma redistribuição drástica das forças. A disposição ilustrada nas figs. 2, 3a, 3b pode ser utilizada para medir componentes perpendiculares de forças em pontos controlados da estrutura utilizando as duas barras de saída Hopkinson 104, 105.

Onde estiverem, por exemplo, estruturas tridimensionais complexas em teste, podem ser utilizadas três barras de saída Hopkinson. Estas poderiam ser utilizadas em ângulos rectos umas com as outras, por exemplo no mesmo nó. Cada barra 104, 105 não dificulta os deslocamentos perpendiculares do nó controlado 102, e não influência, na prática, as medições de outras componentes de força se for proporcionado atrito virtualmente desprezível entre o nó 102 e as superfícies de contacto (paredes laterais 103b, 103c). A disposição ilustrada na fig. 2 pode ser modificada para se investigar com medições precisas um programa extensivo do fenómeno de impacto com choque em níveis de diferente complexidade. Um primeiro esquema característico está ilustrado na fig. 4.

Estão ilustrados nas figs. 5 e 6 esquemas característicos adicionais. O nível primário, básico, de investigação inclui testes de estruturas lineares (como por exemplo uma haste, um perfil, um tubo, uma parte de uma barreira de estrada real com postes ou um pára-choques real) em casos de carga com impacto axial simétrico (uma dobragem típica em 3 pontos). A fig. 4 ilustra um esquema no qual é investigado o efeito de um impacto normal não central. A fig. 4 ilustra uma amostra ou estrutura 200 em teste que está ligada em cada extremidade a um nó 201, 202, estando os ditos nós ligados, por sua vez, a barras de saída Hopkinson 203, 204, 205, 206 associadas, do modo ilustrado esquematicamente. Assim, a barra de saída 203 faz um ângulo recto com a barra de saída 204 e a barra de saída 205 faz um ângulo recto com a barra de saída 206. Uma vez mais, os nós 201, 202 podem ser ligados à amostra 200 por soldadura ou outra forma, e deveria ser proporcionado um atrito baixo ou desprezível entre cada nó 201, 202 e as superfícies de contacto respectivas das barras de 85 042 ΕΡ 0 859 950/ΡΤ 9

saída 203, 204, 205 e 206. Cada nó 201, 202 e a ligação com as barras de saída associadas 203, 204, 205, 206 podem ter a forma detalhada ilustrada na fig. 3b substituindo, por exemplo, a barra de saída 204 ou 206 a barra de saída 105. São proporcionados calibres de tensão 207 nas barras de saída 203, 204, 205, 206 (a fíg. 4 ilustra calibres de tensão nas barras de saída 203, 205) e também numa barra incidente ou de impacto 208 (um condutor) que, em utilização, proporciona um impacto normal não central na amostra 200 em teste. A fig. 5 ilustra um esquema para investigação de uma colisão oblíqua de uma construção de segurança de um veículo deformável na fornia de um carro pára-choques de dimensão real 300 com construções deformáveis de suporte ou elementos 301, 302 com uma parede rígida 303. A disposição ilustrada na fig. 5 representa um segundo nível de complexidade que corresponde a investigações das características mecânicas de estruturas de modelo de 2 ou 3 dimensões, representando as partes que absorvem energia de veículos dos quais o pára-choques real 300 e construções de suporte 301, 302 são um exemplo. Prevê-se que uma colisão oblíqua (o pára-choques 300 está colocado num ângulo a em relação à parede rígida 303 - fazendo parte de uma disposição de barra Hopkinson) ocorra em condições de impacto a elevada velocidade, e outros obstáculos rígidos típicos, como por exemplo uma parede ou uma coluna, poderiam ser investigados. A fig. 5 ilustra calibres de tensão 304, 305 ligados a barras Hopkinson de impacto instrumentado ou hastes 306, 307 ligadas numa relação paralela em cada extremidade da parede rígida 303. São proporcionados calibres de tensão adicionais 308, 309, 310, 311 em barras de saída Hopkinson associadas 312, 313, 314 e 315 ligadas nos nós 316 e 317 de um modo semelhante ao descrito previamente.

Um terceiro nível ou nível adicional de complexidade está ilustrado na fig. 6, que revela uma experiência em dimensão real com uma barreira de estrada 400 e um veículo 401. A fig. 6 ilustra um cenário de caso real de deformação simultânea mútua do veículo 401 e do obstáculo 400 num impacto a elevada velocidade. É possível medir as características mecânicas no caso de colisão oblíqua do carro 401 com uma barreira de estrada real 400 com diferentes tipos de carros e ângulos de impacto diferentes com concepções de barreira específicas. Assim, o veículo 401 pode ser equipado com instrumentação e conduzido para a barreira de estrada 400 (amostra em teste) a uma velocidade V0, ressaltando o veículo da barreira deformada 400 a uma velocidade V, tal como está ilustrado na fig. 6. Os nós 402 e 403 estão colocados em cada extremidade da barreira de estrada 400, como por exemplo do modo descrito previamente, estando os ditos nós 402, 403 ligados a barras de saída Hopkinson 404, 405, 406, 407 equipadas com calibres de tensão 408, a partir dos quais é

85 042 ΕΡ 0 859 950/ΡΤ possível estimar uma força média da lei de conservação do impulso tal como está descrito em diagrama na figura. A fig. 7 ilustra um esquema adicional possível, de modo que possa ser proporcionado um nível de velocidade de impacto superior a 20 metros por segundo para construções pesadas em investigação. O esquema ilustrado na fig. 7 inclui uma amostra ou estrutura 700 em investigação e um dispositivo de impacto 701 (obstáculo móvel com barra de saída ligada). Dois cabos sujeitos previamente a tensão 702, 703 são utilizados para. acelerar, quer a amostra 700 quer o dispositivo de impacto 701 um para o outro (quando libertados ou disparados um para o outro), em vez de acelerar apenas o dispositivo de impacto para uma amostra, como em disposições anteriores. O número 705 representa um parafuso explosivo. A aceleração de, quer o dispositivo de impacto 701, quer uma amostra 700, requer essencialmente menos energia. Com corpos de massa igual em colisão, a energia cinética total dos dois corpos à mesma velocidade relativa pode ser o dobro de um corpo acelerado. O excesso de energia no caso de um corpo acelerado é enviado ao movimento do centro das massas. A segunda vantagem do movimento encontrado de uma amostra e de um obstáculo reside num facto de ser exequível uma instalação mais compacta e de maior confiança, instalação essa que não requer ligação especial para parar o sistema após a colisão.

Assim, concretizações do presente invento proporcionam equipamento numa experiência de escala 1:1 numa estrutura complexa (por exemplo parte de um veículos real ou barreira) para informação com detalhe da distribuição de forças e de deslocamentos durante o processo de um impacto de choque com velocidades até cerca de 20 a 40 metros por segundo. Uma tal informação é necessária para o desenvolvimento de sistemas de segurança eficazes para veículos diferentes e barreiras de estrada.

As imprecisões de medições devidas a reflexões de ondas de tensão (tal como as referidas na Especificação de Patente Francesa n.° 2696002) podem ser corrigidas no presente invento por um dos seguintes: - 1. proporcionar o comprimento da barra à duração do impulso do teste; isto é, duração de impulso longo = barras compridas ou instalação na extremidade da barra de uma retenção de onda de tensão (absorvedor de onda de tensão); 2. proporcionar o diâmetro da barra (espessura) ao comprimento da barra de um modo que as ondas de tensão elástica não axial se possam propagar nas barras sem perturbações vindas de oscilações laterais das barras; 11 85 042 ΕΡ 0 859 950/ΡΤ 3. corresponder tão perto quanto possível a impedância mecânica pAC da amostra de teste e das barras; p é a densidade, A a secção transversal e C velocidade de onda de tensão elástica.

Deverá entender-se que o âmbito do presente invento não deve ser indevidamente limitado pela escolha específica de terminologia, e que um termo específico pode ser substituído ou acrescentado por qualquer termo genérico ou equivalente. Mais ainda, deverá entender-se que as características individuais, processo, teoria ou funções relacionadas com um sistema de barra Hopkinson ou com as suas partes, sozinhas ou em combinação podem ser, individualmente, um invento patenteável. O singular pode incluir o plural ou vice versa. Em particular, qualquer revelação nesta especificação de um intervalo para uma variável ou parâmetro deverá ser considerado para incluir uma revelação de qualquer subintervalo seleccionável ou derivável dentro desse intervalo e deverá ser considerado para incluir uma revelação de qualquer valor para a variável ou parâmetro encontrados dentro ou no final do intervalo.

Lisboa, 26. U’JT. 2000

Por EUROPEAN COMMUNITY - O AGENTE OFICIAL -

|EU6.· ANTÓNIO ΙβΑθΙ DÁ CUNHA FERREiRA Àg. Of. Pr. Ind. gya des Flores, 74-4.® 1 1BOO LISBOA

Claims (17)

1. 85 042 ΕΡ Ο 859 950/ΡΤ 1/3 REIVINDICAÇÕES 1. Sistema de barra Hopkinson ou sistema de barra de pressão (1) que compreende uma pluralidade de barras de saída (203, 204, 205, 206) dispostas ou adaptadas, em utilização, para medir componentes de uma força de impulso numa amostra ou estrutura (200) em teste.
2. 2. Sistema (1) de acordo com a reivindicação 1, no qual as barras de saída (203, 204, 205, 206) estão colocadas, em utilização, em ângulo umas com as outras.
3. 3. Sistema de barra Hopkinson ou sistema de barra de pressão (1) que compreende pelo menos duas barras der saída (103, 104) ligadas de um modo operativo em ângulo uma com a outra, geralmente ângulos rectos, por meio de um nó (102), estando o dito nó (102), em utilização, ligado de um modo operativo a uma amostra ou estrutura (101) em teste.
4. 4. Sistema (1) de acordo com a reivindicação 3, dimensionado para testar uma amostra na forma de uma barra com cerca de 2 ou 3 metros de comprimento.
5. 5. Sistema (1) de acordo com a reivindicação 4, no qual a amostra (101) está ligada, em utilização, a uma face do nó (102).
6. 6. Sistema (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 5, no qual a secção transversal do nó (102) é maior que a da amostra (101).
7. 7. Sistema (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 6, no qual uma das barras de saída (103) compreende um colar (103a) que envolve o nó (102) e em que existem folgas (g,, g2) definidas entre o nó (102) e o colar (103a) nos seus lados opostos, permitindo um pequeno deslocamento do nó (102) num plano perpendicular à barra de saída (104), barra (104) essa que está alinhada axialmente com a amostra (101) e ligada a uma face oposta do nó.
8. 8. Sistema (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 7, tendo superfícies de contacto com atrito baixo (s,, s2,102a, 102b) proporcionadas em superfícies de contacto em pelo menos uma das barras de saída (103, 104) e nó (101).
9. 9. Sistema (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 8, no qual a amostra (200) é uma estrutura linear e está numa disposição de dobragem em três pontos,

   85 042 ΕΡ 0 859 950/ΡΤ sob uma carga de impacto normal não central; em que é proporcionado um nó (201, 202) em cada extremidade da estrutura linear (200), estando cada nó (201, 202) ligado a duas barras de saída mutuamente perpendiculares (203, 204; 205, 206), estando duas das ditas barras de saída (203, 205) paralelas ou alinhadas axialmente com a estrutura linear e estando as ditas outras duas barras de saída (204. 206) paralelas entre si.
10. 10. Sistema (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 8, no qual a amostra (300, 301, 302) é uma parte real de um veículo, como por exemplo um veículo pára-choques (300), com construções de suporte (301, 302) que sofrem uma colisão oblíqua com uma parede (303), formando uma das ditas barras de saída (103, 104) sob impacto a elevada velocidade de cerca de 20 a 40 m/s.
11. 11. Sistema (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 8, no qual uma barreira de estrada (400) é a amostra e um veículo (401) é proporcionado como um dispositivo de impacto, estando o dito veículo (401) equipado com instrumentação e sendo proporcionados nós (402, 403) em cada extremidade da barreira de estrada (400).
12. 12. Sistema (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 11, no qual um impacto num intervalo de velocidades é proporcionado pela amostra (700) e por um ou o dispositivo de impacto (701), que são acelerados um para o outro utilizando cabos sujeitos previamente a tensão (702, 703).
13. 13. Sistema (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, incluindo três barras de saída que se encontram dispostas mutuamente em ângulos rectos.
14. 14. Sistema de barra Hopkinson ou sistema de barra de pressão que compreende uma pluralidade de barras de saída (203, 204, 205, 206) dispostas, em utilização, para medir componentes de uma força de impulso ao longo de qualquer direcção seleccionada numa amostra ou estrutura (200) em teste, evitando imprecisões de medição devido a reflexões de ondas de tensão e efeitos de inércia.
15. 15. Sistema (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, no qual as barras de saída estão, em utilização, acopladas a uma amostra ou estrutura em teste, não sendo feitas modificações geométricas na estrutura que poderiam perturbar a distribuição de forças de impulso a serem medidas. 85 042 ΕΡ 0 859 950/ΡΤ 3/3
16. 16. Processo de modificação de um sistema (1) de barra Hopkinson em escala real, compreendendo o dito processo a ligação operativa, por meio de um nó (102), de uma amostra ou estrutura (101) em teste a pelo menos duas barras de saída não ligadas (103, 104) dispostas perpendicularmente uma em relação à outra e onde existe uma ligação substancialmente sem atrito entre pelo menos uma das barras de saída (103, 104) e o nó.
17. 17. Processo de medição das componentes perpendiculares de uma força numa amostra ou estrutura (101) em teste por um sistema de barra Hopkinson (1) ou sistema de barra de pressão incluindo calibres de tensão (105), através da medição de forças numa barra Hopkinson (104) ligada de um modo operativo e alinhada axialmente com a dita amostra ou estrutura (101), e através da medição de forças numa barra Hopkinson ligada de um modo operativo mas colocada perpendicularmente à amostra ou estrutura (101), incluindo o dito processo a acção de provocar o impacto da amostra ou estrutura com um obstáculo ou dispositivo de impacto, cilíndrico e deformável, até uma velocidade de cerca de 20 a 40 m/s. Lisboa, 26. CUT. 2000 Por EUROPEAN COMMUNITY - O AGENTE OFICIAL -

    Ag. Of. Pr. Ind. Rua das Flores, 74 - A.* ieoo LISBOA Em.* ANTÓNIO J0Â0 DA CUNHA FERREIRA