디지털 이미지 상관 관계와 함께 중간 변형 속도 소재 특성화

요약

여기 우리 고속 서보 유압 로드 프레임을 사용 하 여 중간 스트레인 속도로 인장 표본 동적 특성에 대 한 방법론 제시. 절차는 표본에 디지털 이미지 상호 관계 스트레인 측정을 위해 뿐만 아니라 스트레인 게이지 계측 및 분석, 대 한도 정의 됩니다.

초록

동적 부하에서 재료의 기계적 응답은 일반적으로 정적 조건; 동작 보다 다른 따라서, 일반적인 quasistatic 장비 및 소재 특성에 사용 되는 절차 동적 부하에서 재료에 대 한 적용 되지 않습니다. 재료의 동적 응답의 변형 속도에 따라 달라 집니다 그리고 높은으로 광범위 하 게 분류 됩니다 (즉, 200/s 보다 큰), 중급 (즉, 10−200/s)와 낮은 변형 속도 (즉, 아래 10/s) 정권. 각각의 이러한 정권 획득된 데이터의 신뢰성을 보장 하기 위해 특정 시설 및 테스트 프로토콜에 대 한 호출 합니다. 고속 서보 유압 시설과 검증된 테스트 프로토콜에 제한 된 액세스로 인해 중간 긴장 율에 있는 결과에서 눈에 띄는 차이가 있다. 현재 원고가 중간 변형에 다른 재료의 특성에 대 한 검증된 프로토콜을 제공합니다. 스트레인 게이지 계측 및 디지털 이미지 상관 관계 프로토콜 모든 단일 테스트에서 최대 수준의 상세한 데이터를 추출 하 무료 모듈로 포함 됩니다. 다양 한 재료와 테스트 설정에서에서 얻은 원시 데이터의 예 (예:, 인장 전단 및)는 출력 데이터를 처리 하는 데 사용 하는 분석 절차 설명. 마지막으로, 시설의 한계 및 잠재적인 문제를 극복의 방법 현재 프로토콜을 사용 하 여 동적 특성화의 과제는 설명 합니다.

서론

대부분의 재료 보여 그들의 기계적인 동작¹ 에서 변형 속도 종속성의 어느 정도 하 고, 따라서 기계 quasistatic 변형 속도에 실시 한 테스트는 적합 하지 않습니다 동적 물성을 결정 하 응용 프로그램입니다. 재료의 변형 속도 의존성은 일반적으로 5 가지 유형의 기계 테스트 시스템을 사용 하 여 조사: 기존의 나사 드라이브 로드 프레임, 서보 유압 시스템, 높은-속도 서보 유압 시스템, 충격 테스터 및 Hopkinson 바 시스템 ¹. 분할 Hopkinson 바가 되어 과거에 대 한 재료의 동적 특성에 대 한 일반적인 시설 50 년². 또한 Hopkinson 막대 중간 및 낮은 변형 속도에서 테스트를 수정 하는 노력 되었습니다. 그러나, 이러한 시설은 일반적으로 재료의 높은 스트레인 비율 characterizations 적합 (즉, 일반적으로 200/s 보다 큰). 중간 변형 속도 10−200/s의 범위에서에서 물성의 변형 율 특성에 문학에 있는 간격이 있다 (즉, quasistatic 및 높은 스트레인 비율 결과 사이에서 얻은 Hopkinson 바³), 때문에 시설 및 중간 변형 율 재료 테스트의 안정적인 절차의 부....

프로토콜

1. 견본 준비

1. 개 뼈 모양 ISO 표준⁶ 에 따라 인장 표본 사전에 준비 합니다.
   참고: 유사한 표본이 사용된⁴도 있습니다.
2. (부하 측정에 대 한 필수) 탭 섹션에 인장 시 편 (스트레인 측정에 대 한 옵션) 계기 섹션에 스트레인 게이지를 설치.
   1. 스트레인 게이지 크기, 온도, 전기 저항, 등⁴테스트 최대 확장에 따라 적절 한 모델을 선택 합니다.
   2. 오염을 제거 하 여 적절 한 위치에 스트레인 게이지를 설치 소 프로 파 놀과 견본 표면 청소. 창과 섹션과 공칭 값 (즉, 아무 스트레스 농도)의 균일 한 응력 흐름을 보장 하기 위해 게이지 섹션에서 탭 섹션의 너비 보다 크거나에서 탭 섹션 스트레인 게이지를 설치, 그렇지 않으면 수치 분석 스트레인 게이지의 위치에 스트레스 값을 예측 하는 데 필요 합니다.
   3. 휘트스톤 브리지 상자에 스트레인 게이지 와이어를 연결 합니다. 탑재 외부 철사에 연결 하는 와이어 연결 탭 필요한 경우 사용 합니다.
   4. 간단한 로드와 경계 조건 읽고 스트레인 게이지를 확인 합니다. 표본에 알려진된 부하를 적용 (예: 걸어 표본에서 알려진된 ....

결과

동적 테스트의 기간은 일반적으로 스트레스 파도 부하 열차 (즉, 표본, 그립과 로드)의 길이 왕복 여행에 필요한 시간에 비해 시스템¹. 동적 테스트는 수와 동적 테스트 동안 스트레스 파의 진폭을 동적 균형을 달성 하 고, 표본을 경험 거의 일정 한 변형 율에서 균질 변형 제어 되는 경우에 유효 합니다. 자동차 엔지니어 협회 (SAE) 초안 SAE J2749는 견본을 통해 전파 되려면 최소 10 탄성 반사 파도 대 한 호출 하는 표준⁸ 게이지 견본 항복 포인트 이전 길이. 높은 자연 주파수 시스템은 일반적으로 낮은 진폭으로 진동 (즉, 신호, 일반적으로 입력 하는 단계에 대 한 응답의 진동)를 둥글게 했습니다. 이 울리는 현상은 높은 변형 속도에 매체에서 동적 테스트에서 주요 과제 이다. 둥글게 (즉의 주파수 및 진폭 진동 신호)의 수준은 부하 프레임에서 가져온 원시 부하 데이터 허용 인.......

토론

실험에서 얻은 원시 데이터 표본 형상과 스트레인 게이지 위치는 견본에 의해 좌우 된다. 낮은 변형 율 동적 테스트 압 전-전기 부하 세탁기에 의해 인수에 부하 데이터 변형에 부하 프레임에 통합 (브루스 외. ³ 제안 > 10/s, 왕 외에. ⁹ 100/s 하이 보고) 일반적으로 큰 진폭 진동 때문에 로드와 관련 된 동적 파도에서 고통. 그림 1견본 물자의 조합 같이 형상과 변형 속도 렌더링 수 있습니다 로드 세탁기 신호 잡음의 높은 수준으로 인해 허무. 따라서, 부하의 대체 방법은 고려 되어야 한다, 어떤 탭에 스트레인 게이지를 설치는 시료의 섹션은 가장 일반적인³. 측정 된 스트레인 데이터에서 부하를 계산 하기 위해 탭 섹션 (부하 계산 스트레인 게이지 설치 위치) 테스트 하는 동안 .......

재료

이 논문에 사용된 재료 목록

이름	회사	카탈로그 번호	댓글
카메라 렌즈	Opto Engineering		텔레센트릭 렌즈 23-64
고속 카메라	SAX Photron 패스트캠
고속 DAQ	National Instruments	USB-6259
고속 서보-유압 로드 프레임	MTS 시스템 주식회사	맞춤형
잽 불릿 라이트 디퓨저	아딘 잽 불렛		15° 디퓨저
스트레인 게이지	마이크로 측정	모델 EA-13-062AQ-350