전체 필드 스트레인 측정 Microstructurally 작은 피로 균열 전파 디지털 이미지 상관 관계 메서드를 사용 하 여

디지털 이미지 상관 관계를 사용하여 미세 구조적으로 작은 피로 균열 전파를 위한 풀 필드 스트레인 측정. 선박 과 같은 차량의 에너지 효율을 향상시키기 위해 새로운 경량 솔루션이 필요하며, 대형 강철 구조물의 중량 감소는 첨단 강철 재료를 사용하여 가능합니다. 효율적인 활용은 높은 제조 품질과 견고한 설계 방법을 필요로하며, 견고한 설계 방법은 유람선의 경우 파도 유도 하중과 같은 현실적인 하중 조건에서 구조적 해석을 의미하며, 구조의 구조적 강도 분석은 변형 및 응력을 정의하는 응답 계산을 포함하며, 허용된 응력 수준은 중요한 구조적 세부 사항의 강도에 기초하여 정의됩니다. , 대형 구조물의 경우 전형적으로 동질마이크로구조 내에서 용접된 조인트이며, 주요 설계 과제 중 하나는 용접 노치와 같이 누적 및 국소특성으로 인한 피로이며, 높은 제조 품질을 위해 제조 결함과 같은 균열이 무시되기 때문에 작은 피로 균열 개시 및 전파이다.

이 연구는 작은 피로 균열을 연구하고 새로운 실험적 접근법을 소개하며, 독특한 패턴 기술을 사용하여 현장 내 스트레인 측정으로 구성되며, 마이크로 구조 분석은 작은 피로 균열 지연에 대한 전단 응력 농도 및 곡물 경계의 영향을 보여줍니다. 우리는 측정 절차의 주요 단계를 설명하고 주요 발견에 대한 요약 토론을 제공합니다. 1단계, 표본 제제 및 어닐링, 강판은 1시간 동안 섭씨 1200도의 온도로 질소 대기에서 어닐링되어 물에 담금질되며, 아닐링 시술은 연구된 강철의 평균 곡물 크기가 최대 349마이크로미터까지 증가하여 크롬 카바이드 입자의 연장 없이, 1밀리미터두께의 노치표본을 산선판에서 절단하여 연구된 강막판에서 절단된다. 시편의 계획은 여기에 표시됩니다.

시편 표면은 연마되어 전자 백 산란 회절 분석에 필요한 2마이크로미터 콜로이드 실리카 진동 연마로 마무리됩니다. 2단계, 피로 사전 크래킹, 시편은 일축 순환 하중 및 피로 주파수(10 hertz)를 거치며, 1 마이크로미터에서 20마이크로미터까지의 길이가 있는 초기 균열이 노치 팁에서 생성된다. 사이클 로딩의 10, 000 사이클 후 초기 균열 형성의 광학 모니터링, 초기 균열이 생성되지 않은 경우 사이클 로딩 테스트를 반복한다.

3단계, 마이크로 구조 특성화, 비커 마이크로 들여쓰기 마크는 관심 영역을 표시하는 데 사용되며, 강철의 미세 구조는 전자 백스캐터 회절 분석을 사용하여 노치 부근의 시편의 측면 표면에서 연구된다. 슈미드 계수 및 곡물 경계 방향 감각 상실 분석이 수행된다. 4단계, 패턴으로 장식, 에탄올로 시편 표면을 청소하고, 유리 표면에 잉크의 얇은 층을 입금하고, 유리에 패턴이 있는 실리콘 스탬프를 눌러 우표 표면으로 잉크층을 이동시키고, 스탬프로 빠르고 정밀하게 작동하기 위해 맞춤형 공압 도구를 사용하여 표본 표면에 잉크로 덮인 실리콘 스탬프를 누르고 , 광학 현미경을 이용한 반점 패턴의 품질을 확인하고, 반점 패턴의 예가 여기에 나와 있다.

5단계, 디지털 이미지 상관관계로 피로 테스트, 이미지 기록 시스템과의 피로 테스트 및 동기화를 실행하며, 균열 길이가 임계 값에 접근하거나 플라스틱 변형이 지배하기 시작하는 동안 피로 테스트가 계속됩니다. 6단계, 결과 분석, 얻어진 이미지는 상용 소프트웨어를 사용하여 균열 성장속도 계산 및 디지털 이미지 상관관계 분석을 수행하며, 전단 균주 변형분석이 연구부위에 대해 수행되고, 얻어진 결과의 누적 분석, 전자 백스캐터 위반과 함께 전단 변형 필드의 적절한 정렬을 위한 비커 마이크로 들여쓰기 마크의 사용 , 곡물 경계, 곡물 방향지도. 대표적인 결과, 짧은 피로 균열 전파 시 서브그레인 크기의 전단 스트레인 필드 축적, 전단 스트레인 필드 축적 및 연구된 강철의 미세 구조의 결합, 균열 성장 속도와 전단 균주 축적 분석의 조합은 균열 균열 성장의 가능한 메커니즘을 제공, 작은 피로 균열 전파 사전 균열 절차에 의해 생성 된 초기 균열에서 시작 , 전단 변형 영역은 균열이 지역화를 향해 전파되는 동안 전단 변형 영역의 균열 팁 및 크기보다 앞서 국소화되며, 균열이 변형 국소화 영역에 접근할 때 균열 전파 모드의 변화로 인해 균열 증가율이 크게 감소하고, 균열 증가율이 지속적으로 증가하여 변형 지역화 영역의 중심을 교차하게 됩니다. , 균열 성장속도는 균열 팁보다 먼저 다음 변형 지역화 영역이 형성되는 즉시 다시 감소하기 시작합니다.

결론, 새로운 연구는 작은 피로 균열 성장 행동의 깊은 이해를 제공합니다, 균열 성장 속도 측정및 하위 곡물 수준에서 변형 필드 분석의 조합은 작은 피로 균열균열의 비정상적인 성장에 대한 책임이 메커니즘을 공개하는 데 도움이, 작은 피로 균열 성장 행동의이 깊은 이해는 새로운 이론적 접근 방식을 개발하고 따라서 미래에 더 가볍고 에너지 효율적인 구조의 설계를 가능하게한다.