Séance de cours

Instabilité à la fracture dynamique: surveillance de la vitesse de la fissure avec l'électronique analogique

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Dans cours

ME-412: Experimental methods in engineering mechanics

This course gives an advanced treatment of experimental methods in the context of mechanics by way of example. Students will construct significant components of experimental apparatus, use their apparatus to collect data, interpret the resulting data, and ...

Description

Cette séance de cours explore l'utilisation d'un simple circuit électronique analogique pour mesurer la vitesse de fissuration dans des expériences de fracture dynamique, atteignant des vitesses proches de 1 000 m / s. L'instructeur discute de la théorie de base de la propagation des fissures, de la configuration expérimentale impliquant un pont de Wheatstone et un amplificateur op-amp à grande vitesse, et de l'utilisation de la profilométrie pour analyser les caractéristiques de la surface des fissures. Les écarts entre les prédictions théoriques et les données expérimentales sur les vitesses de pointe de fissure sont mis en évidence, montrant des pics et des accélérations inattendus. La transition critique vers la propagation de fissures instables est examinée par corrélation croisée de la vitesse avec la profilométrie de surface, révélant une vitesse critique d'une valeur unique. La séance de cours conclut en soulignant l'importance de surveiller les fluctuations de vitesse de fissure pour une compréhension plus profonde du comportement de fracture dynamique.

Enseignant·e

John Martin Kolinski

Dr. Kolinski studied Applied Mathematics (Sc.M.) and Applied Physics (Ph.D.) at Harvard University, completing a PhD under the supervision of L. Mahadevan and Shmuel Rubinstein on the role of air in droplet impact. John did his post-doc at the Hebrew University of Jerusalem in Israel supported by the Fulbright post-doctoral fellowship. At HUJI, he worked on interfacial instabilities in soft matter in the labs of Eran Sharon and Jay Fineberg. John continues his research into interfacial mechanics at EPFL in EMSI, his newly founded laboratory for the study of Engineering Mechanics of Soft Interfaces.

Source officielle

Concepts associés (5)

Interférométrie

vignette|Le trajet de la lumière à travers un interféromètre de Michelson. Les deux rayons lumineux avec une source commune se combinent au miroir semi-argenté pour atteindre le détecteur. Ils peuvent interférer de manière constructive (renforcement de l'intensité) si leurs ondes lumineuses arrivent en phase, ou interférer de manière destructive (affaiblissement de l'intensité) s'ils arrivent en déphasage, en fonction des distances exactes entre les trois miroirs.

Contrôle non destructif

Le contrôle non destructif (CND) est un ensemble de méthodes qui permettent de caractériser l'état d'intégrité de structures ou de matériaux, sans les dégrader, soit au cours de la production, soit en cours d'utilisation, soit dans le cadre de maintenances. On parle aussi d'essais non destructifs (END) ou d'examens non destructifs. Ces méthodes sont utilisées dans l'ensemble des secteurs industriels.

Électronique analogique

L'électronique analogique est la partie de l'électronique qui exploite des signaux pouvant fonctionner ou être mesurés par des valeurs continues. Le terme analogique provient du grec « ανάλογος », et signifie ici « proportionnel ». L'électronique analogique est complémentaire avec lélectronique numérique, qui traite des signaux dont les valeurs sont discrètes, et pour laquelle des signaux analogiques d'origine peuvent être intégrés par conversion analogique-numérique, par échantillonnage et quantification.

Électronique (technique)

vignette|Composants de circuits électroniques. L'électronique est une branche de la physique appliquée, . Elle traite . On parle d'électronique surtout quand les circuits électriques comportent des éléments amplificateurs et notamment des semi-conducteurs. Le terme électrotechnique recouvre en principe l'ensemble des applications de l'électricité, mais en français, on en exclut les domaines des télécommunications et des technologies de l'information, que l'on considère ainsi du domaine exclusif de l'électronique.

Calculateur analogique

thumb|L'Elwat, un calculateur analogique polonais fabriqué entre 1967 et 1969 ; les éléments visibles sont, de gauche à droite, un voltmètre, un téléscripteur, un oscilloscope et l'ordinateur à proprement parler. Un calculateur analogique est une application particulière des méthodes analogiques consistant à remplacer l'étude d'un système physique donné par celle d'un autre système physique régi par les mêmes équations. Pour que cela présente un intérêt, le système « analogue » doit être facile à construire, les mesures aisées et moins coûteuses que sur le système réel.

Concepts associés (5)

Interférométrie

Contrôle non destructif

Électronique analogique

Électronique (technique)

Calculateur analogique