Medición de la distribución de las microescenas a escala nanométrica a partir del muestreo

Qinghua Wang; Shien Ri; Hiroshi Tsuda

doi:10.3791/55739

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Artículo de método

Medición de la distribución de las microescenas a escala nanométrica a partir del muestreo

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DOI:

10.3791/55739

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23 de mayo de 2017

Qinghua Wang¹ , Shien Ri¹ , Hiroshi Tsuda¹

¹Research Institute for Measurement and Analytical Instrumentation, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST)

En este artículo

Resumen

Se presenta aquí una técnica de moiré de muestreo con métodos de muestreo de 2 píxeles y multipíxeles para medidas de distribución de deformación de alta precisión a escala micro / nano.

Resumen

Este trabajo describe el procedimiento de medición y los principios de una técnica de muaré de muestreo para mediciones de deformación de campo completo de micro / nano escala. La técnica desarrollada puede realizarse de dos maneras: usando el método moiré de multiplicación reconstruido o el método moiré de muestreo de desplazamiento de fase espacial. Cuando el paso de rejilla de la muestra es de alrededor de 2 píxeles, se generan franjas de moiré de muestreo de 2 píxeles para reconstruir un patrón de multiplicación de moiré para una medición de deformación. Tanto las sensibilidades de desplazamiento como de deformación son dos veces más altas que en el método tradicional de moiré de exploración en el mismo amplio campo de visión. Cuando el paso de rejilla de la muestra es alrededor o mayor de 3 píxeles, se generan franjas de moiré de muestreo de múltiples píxeles y se combina una técnica de desplazamiento de fase espacial para una medición de deformación de campo completo. La precisión de medición de deformación se mejora significativamente y la medición automática de lotes es fácilmente alcanzable.Ambos métodos pueden medir las distribuciones de deformaciones bidimensionales (2D) a partir de una imagen de cuadrícula de un solo disparo sin girar las muestras o líneas de exploración, como en las técnicas de moiré tradicionales. Como ejemplos, se midieron las distribuciones de desplazamiento y de deformación 2D, incluidas las cepas cortantes de dos especímenes de plástico reforzado con fibra de carbono, en ensayos de flexión en tres puntos. Se espera que la técnica propuesta desempeñe un papel importante en las evaluaciones cuantitativas no destructivas de las propiedades mecánicas, las ocurrencias de grietas y las tensiones residuales de una variedad de materiales.

Introducción

Las medidas de deformación micro / nano escala son vitales para evaluar las propiedades mecánicas, comportamientos de inestabilidad, tensiones residuales y fenómenos de fisuras de materiales avanzados. Dado que las técnicas ópticas son sin contacto, de campo completo y no destructivas, se han desarrollado varios métodos ópticos para la medición de deformación durante las últimas décadas. En los últimos años, las técnicas de medición de deformación micro / nano escala incluyen principalmente los métodos moiré ¹ ^, ² ^, ³ ^, ⁴ , análisis de fase....