Name: Charakterystyka materiału o pośredniej szybkości odkształcania z cyfrową korelacją obrazu (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-03-01T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 59 s
Description: Poznaj metodę charakteryzacji materiałów przy pośrednich szybkościach odkształcania z wykorzystaniem cyfrowej korelacji obrazu i kamer wysokich prędkości. Technika umożliwia bezdotykowe pomiary odkształceń powierzchniowych próbek.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Autorzy dziękują za wielką pomoc ze strony Dmitrii Klishch, Michel Delannoy, Tyler Musclow, Fraser Kirby, Joshua Ilse i Alex Naftel. Doceniane jest również wsparcie finansowe ze strony National Research Council Canada (NRC) w ramach programu Security Materials Technology (SMT).

<ol><li>Xiao, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+tensile+testing+of+plastic+materials%5BTitle%5D)+AND+%22Polymer+Testing%22%5BJournal%5D)">Dynamic tensile testing of plastic materials.</a> Polymer Testing. 27 (2), 164-178 (2008).</li>
<li>Nemat-Nasser, S., Isaacs, J. B., Starrett, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hopkinson+techniques+for+dynamic+recovery+experiments%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+Royal+Society+of+London+A+Mathematical+Physical+and+Engineering+Sciences%22%5BJournal%5D)">Hopkinson techniques for dynamic recovery experiments.</a> Proceedings of Royal Society of London A Mathematical Physical and Engineering Sciences. 435 (1894), 371-391 (1991).</li>
<li>Bruce, D., Matlock, D., Speer, J., De, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessment+of+the+strain-rate+dependent+tensile+properties+of+automotive+sheet+steels%5BTitle%5D)+AND+%22SAE+World+Congress%22%5BJournal%5D)">Assessment of the strain-rate dependent tensile properties of automotive sheet steels.</a> SAE World Congress. , Detroit, United States. (2004).</li>
<li>Rahmat, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+mechanical+characterization+of+aluminum%3A+analysis+of+strain-rate-dependent+behavior%5BTitle%5D)+AND+%22Mechanics+Time-Dependent+Materials%22%5BJournal%5D)">Dynamic mechanical characterization of aluminum: analysis of strain-rate-dependent behavior.</a> Mechanics Time-Dependent Materials. , (2018).</li>
<li>Gray, G., Blumenthal, W. R. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aGray%2C+G+%22Split-Hopkinson+pressure+bar+testing+of+soft+materials%22">Split-Hopkinson pressure bar testing of soft materials</a>. 8, ASTM International. Materials Park, OH. 1093-1114 (2000).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22ISO+26203-2%3A2011%3B+Metallic+materials-Tensile+testing+at+high+strain+rates-Part+2%3A+Servo-hydraulic+and+other+test+systems%22">ISO 26203-2:2011; Metallic materials-Tensile testing at high strain rates-Part 2: Servo-hydraulic and other test systems</a>. , International Organization for Standardization. Switzerland. 15(2011).</li>
<li>Rahmat, M., Naftel, A., Ashrafi, B., Jakubinek, M. B., Martinez-Rubi, Y., Simard, B. Dynamic Mechanical Characterization of Boron Nitride Nanotube - Epoxy Nanocomposites. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aRahmat%2C+M+%22Polymer+Composites%22">Polymer Composites</a>. , In Press (2018).</li>
<li>SAE, High strain rate testing of polymers. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22SAE+International%22">SAE International</a>. , 27(2008).</li>
<li>Wang, Y., Xu, H., Erdman, D. L., Starbuck, M. J., Simunovic, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+high-strain+rate+mechanical+behavior+of+AZ31+magnesium+alloy+using+3D+digital+image+correlation%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Engineering+Materials%22%5BJournal%5D)">Characterization of high-strain rate mechanical behavior of AZ31 magnesium alloy using 3D digital image correlation.</a> Advanced Engineering Materials. 13 (10), 943-948 (2011).</li>
<li>Mansilla, R. A., García, D., Negro, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+tensile+testing+for+determining+the+stress-strain+curve+at+different+strain+rate%5BTitle%5D)+AND+%226th+International+Conference+on+Mechanical+and+Physical+Behaviour+of+Materials+Under+Dynamic+Loading%22%5BJournal%5D)">Dynamic tensile testing for determining the stress-strain curve at different strain rate.</a> 6th International Conference on Mechanical and Physical Behaviour of Materials Under Dynamic Loading. 10 (9), Krakow, Poland. 695-700 (2000).</li>
<li>Zhu, D., Mobasher, B., Rajan, S. D., Peralta, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+Dynamic+Tensile+Testing+Using+Aluminum+Alloy+6061-T6+at+Intermediate+Strain+Rates%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Engineering+Mechanics%22%5BJournal%5D)">Characterization of Dynamic Tensile Testing Using Aluminum Alloy 6061-T6 at Intermediate Strain Rates.</a> Journal of Engineering Mechanics. 137 (10), 669-679 (2011).</li>
<li>Schossig, M., Bieroegel, C., Grellmann, W., Bardenheier, R., Mecklenburg, T. Effect of strain rate on mechanical properties of reinforced polyolefins. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSchossig%2C+M+%2216th+European+Conference+of+Fracture%22">16th European Conference of Fracture</a>. , Kluwer Academic Publishers. Alexandroupolis, Greece. 507-508 (2006).</li>
<li>Xia, Y., Zhu, J., Wang, K., Zhou, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design+and+verification+of+a+strain+gauge-based+load+sensor+for+medium-speed+dynamic+tests+with+a+hydraulic+test+machine%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Impact+Engineering%22%5BJournal%5D)">Design and verification of a strain gauge-based load sensor for medium-speed dynamic tests with a hydraulic test machine.</a> International Journal of Impact Engineering. 88, 139-152 (2016).</li>
<li>Yang, X., Hector, L. G., Wang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Combined+Theoretical%2FExperimental+Approach+for+Reducing+Ringing+Artifacts+in+Low+Dynamic+Testing+with+Servo-hydraulic+Load+Frames%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Mechanics%22%5BJournal%5D)">A Combined Theoretical/Experimental Approach for Reducing Ringing Artifacts in Low Dynamic Testing with Servo-hydraulic Load Frames.</a> Experimental Mechanics. 54 (5), 775-789 (2014).</li>
<li>Xia, Y., Zhu, J., Zhou, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Verification+of+a+multiple-machine+program+for+material+testing+from+quasi-static+to+high+strain-rate%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Impact+Engineering%22%5BJournal%5D)">Verification of a multiple-machine program for material testing from quasi-static to high strain-rate.</a> International Journal of Impact Engineering. 86, 284-294 (2015).</li>
<li>Yan, B., Kuriyama, Y., Uenishi, A., Cornette, D., Borsutzki, M., Wong, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recommended+Practice+for+Dynamic+Testing+for+Sheet+Steels+-+Development+and+Round+Robin+Tests%5BTitle%5D)+AND+%22SAE+International%22%5BJournal%5D)">Recommended Practice for Dynamic Testing for Sheet Steels - Development and Round Robin Tests.</a> SAE International. , Detroit, United States. (2006).</li>
<li>Borsutzki, M., Cornette, D., Kuriyama, Y., Uenishi, A., Yan, B., Opbroek, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recommendations+for+Dynamic+Tensile+Testing+of+Sheet+Steels%5BTitle%5D)+AND+%22International+Iron+and+Steel+Institute%22%5BJournal%5D)">Recommendations for Dynamic Tensile Testing of Sheet Steels.</a> International Iron and Steel Institute. , Brussels, Belgium. (2005).</li>
<li>Rusinek, A., Cheriguene, R., Bäumer, A., Klepaczko, J. R., Larour, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+behaviour+of+high-strength+sheet+steel+in+dynamic+tension%3A+Experimental+and+numerical+analyses%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Strain+Analysis+for+Engineering+Design%22%5BJournal%5D)">Dynamic behaviour of high-strength sheet steel in dynamic tension: Experimental and numerical analyses.</a> The Journal of Strain Analysis for Engineering Design. 43 (1), 37-53 (2008).</li>
<li>Diot, S., Guines, D., Gavrus, A., Ragneau, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Two-step+procedure+for+identification+of+metal+behavior+from+dynamic+compression+tests%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Impact+Engineering%22%5BJournal%5D)">Two-step procedure for identification of metal behavior from dynamic compression tests.</a> International Journal of Impact Engineering. 34 (7), 1163-1184 (2007).</li>
<li>LeBlanc, M. M., Lassila, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+hybrid+Technique+for+compression+testing+at+intermediate+strain+rates%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Techniques%22%5BJournal%5D)">A hybrid Technique for compression testing at intermediate strain rates.</a> Experimental Techniques. 20 (5), 21-24 (1996).</li>
<li>Xiao, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+dynamic+tensile+testing%5BTitle%5D)+AND+%2211th+International+Congress+and+Exhibition+on+Experimental+and+Applied+Mechanics%22%5BJournal%5D)">Analysis of dynamic tensile testing.</a> 11th International Congress and Exhibition on Experimental and Applied Mechanics. , Society for Experimental Mechanics. Orlando, United States. (2008).</li>
<li>Othman, R., Guégan, P., Challita, G., Pasco, F., LeBreton, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+modified+servo-hydraulic+machine+for+testing+at+intermediate+strain+rates%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Impact+Engineering%22%5BJournal%5D)">A modified servo-hydraulic machine for testing at intermediate strain rates.</a> International Journal of Impact Engineering. 36 (3), 460-467 (2009).</li>
<li>Kwon, J. B., Huh, H., Ahn, C. N. An improved technique for reducing the load ringing phenomenon in tensile tests at high strain rates. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aKwon%2C+JB+%22Annual+Conference+and+Exposition+on+Experimental+and+Applied+Mechanics.+Costa+Mesa%2C+United+States%22">Annual Conference and Exposition on Experimental and Applied Mechanics. Costa Mesa, United States</a>. , Springer New York LLC. (2016).</li>
<li>Pan, W., Schmidt, R. Strain rate effect in material testing of bulk adhesive. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aPan%2C+W+%229th+International+Conference+on+Structures+Under+Shock+and+Impact%22">9th International Conference on Structures Under Shock and Impact</a>. 87, The New Forest. United Kingdom. 107-116 (2006).</li>
<li>Zhang, D. N., Shangguan, Q. Q., Xie, C. J., Liu, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+modified+Johnson-Cook+model+of+dynamic+tensile+behaviors+for+7075-T6+aluminum+alloy%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Alloys+and+Compounds%22%5BJournal%5D)">A modified Johnson-Cook model of dynamic tensile behaviors for 7075-T6 aluminum alloy.</a> Journal of Alloys and Compounds. 619, 186-194 (2015).</li>
<li>Fitoussi, J., Meraghni, F., Jendli, Z., Hug, G., Baptiste, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+methodology+for+high+strain-rates+tensile+behaviour+analysis+of+polymer+matrix+composites%5BTitle%5D)+AND+%22Composites+Science+and+Technology%22%5BJournal%5D)">Experimental methodology for high strain-rates tensile behaviour analysis of polymer matrix composites.</a> Composites Science and Technology. 65 (14), 2174-2188 (2005).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Na surowe dane uzyskane w eksperymencie ma wpływ geometria próbki i położenie tensometrów na próbce. Dane dotyczące obciążenia w testach dynamicznych o niskiej prędkości odkształcania uzyskane przez piezoelektryczną myjkę obciążenia wbudowaną w ramę obciążeniową przy wyższych prędkościach odkształcania (Bruce i wsp.3 sugerowane > 10/s, podczas gdy dla Wang i wsp. 9 zgłosiło, że limit ten wynosi 100/s) zazwyczaj cierpią z powodu oscylacji o dużej amplitudzi...

Większość materiałów wykazuje pewien stopień zależności od szybkości odkształcania w swoim mechanicznym zachowaniu1, dlatego testy mechaniczne przeprowadzane tylko przy quasistatycznych szybkościach odkształceń nie są odpowiednie do określania właściwości materiału dla zastosowań dynamicznych. Zależność materiałów od szybkości odkształcania jest zwykle badana przy użyciu pięciu typów mechanicznych systemów testowania: konwencjonalne ramy obciążeniowe z napędem śrubowym, systemy serwohydrauliczne, wysokowydajne systemy serwohydrauliczne, testery udarności i systemy prętów Hopkinsona1. Dzielone pręty Hopkinsona były powszechnym narzędziem do dynamicznej charakterystyki materiałów przez ostatnie 50 lat2. Podjęto również wysiłki w celu modyfikacji prętów Hopkinsona w celu testowania przy średnich i niższych prędkościach odkształcania. Jednak te obiekty są zazwyczaj bardziej odpowiednie do charakterystyki wysokiej szybkości odkształcania materiału (tj. zwykle większej niż 200/s). W literaturze istnieje luka w charakterystyce szybkości odkształcania właściwości materiału przy średnich szybkościach odkształcania w zakresie 10−200/s (tj. między wynikami quasistatycznej i wysokiej szybkości odkształcania uzyskanymi z dzielonych prętów Hopkinsona3), co wynika z ograniczonego dostępu do obiektów i braku wiarygodnych procedur badania materiału o średniej szybkości odkształcania.
Szybka serwo-hydrauliczna rama ładunkowa przykłada obciążenie do próbki ze stałą i predefiniowaną prędkością. Te ramy obciążeniowe korzystają z luźnego adaptera, który w próbach rozciągania pozwala trawersie osiągnąć żądaną prędkość przed rozpoczęciem obciążenia. Adapter luzu pozwala głowicy przebyć określoną odległość (np. 0,1 m), aby osiągnąć prędkość docelową, a następnie rozpoczyna wywieranie obciążenia na próbkę. Szybkie serwohydrauliczne ramy obciążeniowe zazwyczaj przeprowadzają testy w trybie kontroli przemieszczenia i utrzymują stałą prędkość siłownika, aby wytworzyć stałe prędkości odkształceń inżynieryjnych3.
Techniki pomiaru wydłużenia próbki są zazwyczaj klasyfikowane jako techniki kontaktowe lub bezkontaktowe4. Techniki kontaktowe obejmują użycie przyrządów, takich jak ekstensometry typu clip-on, podczas gdy ekstensometry laserowe są stosowane do pomiarów bezkontaktowych. Ponieważ ekstensometry kontaktowe są podatne na wpływy bezwładności, nie nadają się do testów dynamicznych; Ekstensometry bezdotykowe nie cierpią na ten problem.
Cyfrowa korelacja obrazu (DIC) to optyczna, bezkontaktowa technika pomiaru odkształceń w pełnym polu, która jest alternatywnym podejściem do pomiaru odkształceń w celu pomiaru odkształcenia/obciążenia i pokonania niektórych wyzwań (np. zjawiska dzwonienia) związanych z dynamiczną charakterystyką materiału5. Tensometry rezystancyjne mogą mieć ograniczenia, takie jak ograniczony obszar pomiaru, ograniczony zakres wydłużenia i ograniczone metody montażu, podczas gdy DIC zawsze jest w stanie zapewnić pomiar odkształcenia w pełnym polu z powierzchni próbki podczas eksperymentu.
Przedstawiona procedura opisuje użycie szybkiej serwo-hydraulicznej ramy obciążeniowej wraz z DIC i może być używana jako dokument uzupełniający do niedawno opracowanych standardowych wytycznych6 w celu wyjaśnienia szczegółów procedury eksperymentalnej. Sekcja dotycząca serwohydraulicznej ramy obciążeniowej może być śledzona dla różnych konfiguracji testowych (np. rozciągających, ściskających i ścinających), a nawet z typowych quasistatycznych ram obciążeniowych, a zatem obejmuje szeroki zakres obiektów. Ponadto sekcja DIC może być stosowana oddzielnie do każdego rodzaju testów mechanicznych lub termicznych, z niewielkimi modyfikacjami.

<table><tbody><tr><td>Obiektyw aparatu Opto</td><td>Engineering</td><td></td><td>Obiektyw telecentryczny 23-64</td></tr><tr><td>Szybka kamera&nbsp;</td><td>SAX Photron Fastcam&nbsp;</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Wysoka prędkość DAQ&nbsp;</td><td>National Instruments</td><td>USB-6259</td><td></td></tr><tr><td>Szybka serwo-hydrauliczna rama obciążeniowa</td><td>MTS Systems Corporation</td><td>Custom Built</td><td></td></tr><tr><td>Jab Bullet Light z dyfuzorem&nbsp;</td><td>AADyn KULA JAB&nbsp;</td><td></td><td>&nbsp; 15&stopnie; dyfuzory&nbsp;</td></tr><tr><td>Mikropomiary</td> <td>tensometryczne</td><td>Model EA-13-062AQ-350</td><td></td></tr></tbody></table>

charakterystyka materiału o pośredniej szybkości odkształcania z cyfrową korelacją obrazu

Intermediate Strain Rate Material Characterization with Digital Image Correlation

Mechaniczna reakcja materiału pod obciążeniem dynamicznym jest zazwyczaj inna niż jego zachowanie w warunkach statycznych; dlatego powszechne quasistatyczne urządzenia i procedury używane do charakteryzacji materiałów nie mają zastosowania dla materiałów pod obciążeniami dynamicznymi. Dynamiczna reakcja materiału zależy od jego szybkości odkształcania i jest szeroko podzielona na reżimy wysokiej (tj. większej niż 200/s), pośredniej (tj. 10−200/s) i niskiej szybkości odkształcania (tj. poniżej 10/s). Każdy z tych reżimów wymaga określonych urządzeń i protokołów testowych w celu zapewnienia wiarygodności pozyskanych danych. Ze względu na ograniczony dostęp do szybkich urządzeń serwohydraulicznych i zwalidowane protokoły testowe, zauważalna jest luka w wynikach przy pośredniej prędkości odkształcania. Obecny manuskrypt przedstawia zatwierdzony protokół charakterystyki różnych materiałów przy tych średnich szybkościach odkształcania. Oprzyrządowanie tensometryczne i protokoły korelacji obrazów cyfrowych są również dołączone jako moduły uzupełniające, aby uzyskać najwyższy poziom szczegółowych danych z każdego testu. Przedstawiono przykłady danych surowych uzyskanych z różnych materiałów i konfiguracji testowych (np. rozciąganie i ścinanie) oraz opisano procedurę analizy zastosowaną do przetwarzania danych wyjściowych. Na koniec omówiono wyzwania związane z charakteryzacją dynamiczną przy użyciu obecnego protokołu, wraz z ograniczeniami obiektu i metodami pokonywania potencjalnych problemów.

Czas trwania próby dynamicznej jest zazwyczaj porównywalny z czasem wymaganym do przebycia przez fale naprężeń pełnej drogi w systemie łańcucha obciążenia (tj. uchwytów, próbki i obciążenia)1. Próba dynamiczna jest poprawna, jeśli liczba i amplituda fal naprężeń podczas badania są kontrolowane w taki sposób, aby osiągnięto równowagę dynamiczną, a próbka poddana zostanie jednorodnej deformacji przy niemal stałej prędkości odkształcania. Projekt normy SAE J2749 oprac...

Tutaj prezentujemy metodologię dynamicznej charakterystyki próbek rozciągających przy średnich szybkościach odkształcania przy użyciu szybkiej serwohydraulicznej ramy obciążeniowej. Zdefiniowano również procedury oprzyrządowania i analizy tensometrycznej, a także pomiarów odkształceń w korelacji obrazów cyfrowych na próbkach.

Charakterystyka materiału o pośredniej szybkości odkształcania z cyfrową korelacją obrazu

The mechanical response of a material under dynamic load is typically different than its behavior under static conditions; therefore, the common ...

Właściwości mechaniczne materiałów zależą od szybkości przyłożenia obciążenia. Nasz protokół może być używany do rejestrowania zachowania materiału przy średnich prędkościach odkształcania. Główną zaletą tej techniki jest to, że materiały można charakteryzować przy użyciu bezkontaktowej techniki pomiaru odkształceń w pełnym polu w celu uchwycenia odkształceń powierzchniowych za pomocą szybkich kamer.Charakterystyka pośredniej szybkości odkształcania materiałów często wymaga radzenia sobie z niepożądanymi oscylacjami zwanymi dzwonieniem w wynikach, których należy unikać poprzez odpowiedni projekt próbki i protokół testowy. Przed przystąpieniem do zabiegu należy przygotować próbki rozciągania w kształcie kości psa, zgodnie z parametrami Międzynarodowej Organizacji Normalizacyjnej. Następnie pomaluj powierzchnię próbki, aby wykazywała cechy wysokiego kontrastu.Dopasowując wzór kontrastu do rozmiaru przetwornika obrazu aparatu, taki jak każda ciemna cecha kontrastu, składa się z około trzech lub więcej pikseli, a następnie odłóż próbkę na bok, aby farba wyschła. Gdy próbka jest gotowa, włącz zasilanie konsoli sterującej i upewnij się, że zawór odcinający, od pompy do ramy wysokiego przepływu, jest otwarty, przed włączeniem komputera. Na pulpicie uruchom aplikację kontrolera, wybierając konfigurację cfg z dużą szybkością obliczania przemieszczenia i klikając resetuj, aby wyczyścić blokadę.Uruchom pompę hydrauliczną i otwieraj kolektory serwisowe pojedynczo, czekając, aż wskaźnik niskiego poziomu przestanie migać, zanim naciśniesz wskaźnik wysokiego poziomu dla każdego kolektora. Uruchom oprogramowanie do projektowania testów i upewnij się, że pompa hydrauliczna i kolektor o wysokim poziomie serwisowym są włączone. Następnie kliknij, zarchiwizuj, nowy, przetestuj z szablonu i szablonów niestandardowych i wybierz próbę rozciągania.Aby skonfigurować tensometr, ustaw przełącznik sterowania poprzeczką ramy obciążeniowej na niską szybkość i dopasuj przewody tensometru próbki do przewodów skrzynki tensometrycznej wewnątrz komory testowej zgodnie z kolorami przewodów. Następnie, w aplikacji sterownika, w obszarze Wejścia pomocnicze i szczep jeden, wybierz maksymalny zakres odkształceń. Następnie aktywuj sterowanie ręczne i wprowadź pozycję głowicy do pełnego wysuwu na minus 125 milimetrów.Wyłącz pole wyboru włącz polecenie ręczne i odznacz wyłączne pole sterowania. Elastyczny sznurek może być użyty do przytrzymania luźnego adaptera w pozycji złożonej, aby zrobić miejsce na zainstalowanie kuponu. Użyj uchwytu montażowego, aby wyrównać kupon wewnątrz uchwytów.Naciśnij ikonę, aby aktywować słuchawkę i potwierdź, że wyłączne pole sterowania w oprogramowaniu nie jest zaznaczone. Upewnij się, że górny uchwyt jest luźny, aby zapobiec niepożądanemu obciążeniu próbki, i usuń elastyczny sznurek. Naciśnij ikonę koła, aby aktywować kontroler i powoli obracaj kierownicę, aby opuścić głowę, aż dolne ramię adaptera luzu zostanie prawie całkowicie schowane.Naciśnij ponownie ikonę, aby wyłączyć słuchawkę i zaznacz wyłączne pole sterowania za pomocą sterowania ręcznego, aby ustawić głowicę dokładnie na minus 125 milimetrów. Za pomocą klucza i klucza obrócić luźny adapter, aby dokręcić górne uchwyty bez skręcania kuponu, a następnie sprawdź podkładki spiralne między adapterem luzu a pośrednią głowicą krzyżową, aby upewnić się, że podkładki są szczelne i że nie ma luzu osiowego wzdłuż układu ładunkowego. Następnie przywróć ościeżnicę do wysokiej prędkości i upewnij się, że drzwi obudowy są szczelnie zamknięte.Aby skonfigurować urządzenie do cyfrowej korelacji obrazu, otwórz oprogramowanie przeglądarki szybkiego obrazowania i kliknij przycisk Wykryj przed zapisaniem konfiguracji. Kliknij opcję kamery i wybierz zakładkę wejście-wyjście, aby ustawić sygnały zewnętrzne. Aby ustawić liczbę klatek na sekundę i rozdzielczość klatek, kliknij opcję zmienna i ustaw częstotliwość kamery oraz szybkość akwizycji danych na tę samą liczbę, co system szybkiego gromadzenia danych w ramce ładowania.Następnie otwórz szybką akwizycję danych w przeglądarce szybkiego obrazowania i wybierz wymagane kanały i próbki na klatkę. Aby uruchomić test, otwórz test rozciągania i wybierz nowy przebieg próby, aby wprowadzić prawidłową nazwę pliku. W razie potrzeby zmodyfikuj pola i kliknij przycisk OK.W polu Szybkość narastania wybierz nominalną żądaną prędkość podnoszenia i kliknij przycisk OK. Pojawi się seria monitów przypominających, że należy sprawdzić kluczowy sprzęt, po czym można rozpocząć test, klikając ikonę uruchamiania. Na konsoli sterowania naciśnij i przytrzymaj przełącznik akumulatora ładowania ramienia, aby uzbroić system.Następnie naciśnij przycisk ognia, aby zakończyć test. Prędkość testu należy obliczyć na podstawie rzeczywistych scenariuszy, na przykład w przypadku symulacji zderzenia samochodowego można zastosować prędkość około ośmiu metrów na sekundę. W celu analizy danych należy wyeksportować nieprzetworzone dane z komputera ramy obciążeniowej do wybranego oprogramowania do przetwarzania końcowego i określić lokalizację na sekcji miernika, w której próbka uległa awarii.Ogranicz pole odkształcenia do lokalnego obszaru w pobliżu sekcji uszkodzenia i zmierz i zarejestruj odkształcenie w okolicy. Następnie narysuj krzywą naprężenie-odkształcenie uzyskaną z pomiarów. Oba te testy zostały przeprowadzone prawidłowo, ale dane obciążenia bezpośrednio pobrane z połączenia siły ramy obciążeniowej nie mogły być wykorzystane w tym teście w alternatywnej technice pomiaru obciążenia, takiej jak pomiar odkształcenia przekroju zakładki, było konieczne.Jednak w tym teście surowe dane dotyczące obciążenia z ramy obciążeniowej były dobrze zgodne z obciążeniami tensometrycznymi. Przedstawiono typowy przykład wyników korelacji obrazu cyfrowego dla próbki aluminiowej kości psa z ewolucją pola odkształcenia w czasie na całym przekroju miernika. Równomierne odkształcenie w danym przekroju poprzecznym próbki ilustruje prawidłowe obciążenie i analizę danych podczas badania.A utrata korelacji obrazu cyfrowego na ostatnim obrazie była spowodowana silnym neckingiem, który powodował łuszczenie się farby i był nieunikniony bezpośrednio przed awarią w pobliżu strefy awarii. Te krzywe naprężenie-odkształcenie uzyskane z cyfrowej korelacji obrazu i z danych o przemieszczeniu głowicy krzyżowej ramy obciążeniowej ilustrują i uśredniają odkształcenie naprężeniowe dla całego przekroju skrajni oraz wykazują trafność techniki i dobrą zgodność między wynikami. Kompleksowa ocena wyników zapewnia, że protokół jest przeprowadzany w granicach obowiązujących założeń.Takich jak reżim dominacji bezwładności lub warunki antypoślizgowe i uchwyty. Zgodnie z tą procedurą można przeprowadzić szereg różnych testów charakterystyki mechanicznej, takich jak testy prześwitu, zginania, przebijania lub ściskania na różnych materiałach. Technika ta wypełnia lukę między testami quasi-statycznymi a technikami charakteryzowania ultra wysokiej szybkości odkształcania.Pozwala nam to w pełni scharakteryzować zachowania materiału w funkcji szybkości odkształcania.

intermediate-strain-rate-material-characterization-with-digital-image

Research

JoVE Journal

Engineering

Inżynieria

Aby zrozumieć przestrzenny rozwój naprężeń skurczowych polimeryzacji w uzupełnieniach z żywicy i kompozytu dentystycznego, użyto Cyfrowej Korelacji Obrazu, aby zapewnić pomiar przemieszczenia/odkształcenia pełnego pola odtworzonych modelowych wnęk szklanych poprzez korelację obrazów uzupełnienia wykonanych przed i po polimeryzacji.

Skurcz kompozytu dentystycznego w symulowanej ubytku mierzony za pomocą cyfrowej korelacji obrazu

Opisujemy użycie cyfrowej korelacji obrazu do scharakteryzowania lokalnego pola odkształcenia powierzchniowego na próbkach tkanki naczyniowej poddanych jednoosiowej próbie rozciągania. Pomiary te ułatwiają precyzyjną kwantyfikację reakcji mechanicznej próbki i generowanie konstytutywnych relacji naprężenie-odkształcenie.

Wykorzystanie cyfrowej korelacji obrazów do scharakteryzowania lokalnych szczepów na próbkach tkanki naczyniowej

W tym protokole, naprężenia powierzchni kości udowej są szacowane podczas testów złamań przy użyciu techniki cyfrowej korelacji obrazu. Nowatorstwo metody polega na zastosowaniu stochastycznego wzoru plamek o wysokim kontraście na powierzchni kości udowej, starannie dobranym oświetleniu, szybkim przechwytywaniu wideo i cyfrowej analizie korelacji obrazu do obliczeń odkształceń.

Metoda szacowania naprężeń kory kości udowej zwłok podczas badania złamań z wykorzystaniem cyfrowej korelacji obrazu

Mikrostrukturalnie małe zachowanie wzrostu pęknięć zmęczeniowych jest badane przy użyciu nowatorskiego podejścia metodologicznego, łączącego pomiar szybkości wzrostu pęknięć i analizę pola odkształceń, aby ujawnić skumulowane pole deformacji na poziomie podziarna.

Pomiary odkształceń w pełnym polu dla mikrostrukturalnie małej propagacji pęknięć zmęczeniowych przy użyciu metody cyfrowej korelacji obrazów

Ta praca przedstawia czujnik pomiaru odkształcenia składający się z mechanizmu wzmacniającego i mikroskopu polidimetylosiloksanowego, wykonany przy użyciu ulepszonej drukarki 3D.

Produkcja urządzenia do pomiaru odkształceń z ulepszoną drukarką 3D

Cyfrowa korelacja obrazu jest używana w testach zmęczeniowych na maszynie do badania rezonansu do wykrywania makroskopowych pęknięć i monitorowania propagacji pęknięć w próbkach spawanych. Pęknięcia na powierzchni próbki stają się widoczne jako zwiększone odkształcenia.

Monitorowanie pęknięć w rezonansowych badaniach zmęczeniowych spawanych próbek z wykorzystaniem cyfrowej korelacji obrazu

Ten artykuł opisuje algorytm korelacji obrazów cyfrowych o otwartym kodzie źródłowym do pomiaru lokalnych szczepów tkanek 2D w eksplantatach ścięgien. Dokładność tej techniki została zweryfikowana przy użyciu wielu technik i jest ona dostępna do użytku publicznego.

Pomiar lokalnych naprężeń tkanek w ścięgnach za pomocą cyfrowej korelacji obrazu o otwartym kodzie źródłowym

Przedstawiamy metodę nanoszenia trwałych oznaczeń i wzorów na powierzchnie silikonowe poprzez przyleganie drobnych cząstek do powierzchni. Oznaczenia mogą być albo rozpoznawalnym wzorem, albo losowym wzorem plamek, takim jak te używane w cyfrowej korelacji obrazów.

Nakładanie trwałych, solidnych szablonowych wzorów drobnych cząstek na powierzchnie elastomerowe

Opisano system echoskopowej welocymetrii obrazowej cząstek (EPIV), który umożliwia pozyskiwanie dwuwymiarowych pól prędkości w płynach nieprzezroczystych optycznie lub przez geometrie nieprzezroczyste optycznie, oraz przedstawiono pomiary walidacyjne w przepływie w rurze.

Echo Particle Image Velocimetry

Prezentujemy nieniszczącą metodę próbkowania zmienności przestrzennej w kierunku światła rozproszonego z materiałów strukturalnie złożonych. Utrzymując materiał w stanie nienaruszonym, zachowujemy rozpraszanie w skali grubej, jednocześnie rejestrując precyzyjne wkłady kierunkowe za pomocą obrazowania o wysokiej rozdzielczości. Wyniki są wizualizowane w oprogramowaniu w biologicznie istotnych pozycjach i skalach.

Pomiar przestrzennego i kierunkowego rozpraszania światła od materiału biologicznego

Poznaj metodę charakteryzacji materiałów przy pośrednich szybkościach odkształcania z wykorzystaniem cyfrowej korelacji obrazu i kamer wysokich prędkości. Technika umożliwia bezdotykowe pomiary odkształceń powierzchniowych próbek.

Charakterystyka materiału o pośredniej szybkości odkształcania z cyfrową korelacją obrazu

Przeglądaj więcej filmów