This research was supported by the European Union's Seventh Framework Programme (FP7/2007-2013) under grant agreement No. 604240, project title "An industrial system enabling the use of a patented, lab-proven materials processing technology for Low Cost forming of Lightweight structures for transportation industries (LoCoLite)."

1. הכנת דוגמאות <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מכונת כלב-עצם שטוח דגימות צלב מן סגסוגת אלומיניום חומר מסחרי 6082 (AA6082) באמצעות מכשיר חיתוך בליזר ושלט מספרי מחשב (CNC) מכונת טחינה (לבדיקות formability בנתיבי זן שונים כולל זן uniaxial, מטוס, והתאמצות biaxial-שוה מדינות). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדוד את העובי של כל דגימה צלב ואת כל דגימת כלב-עצם עם קליפר ורניה שלוש פעמים באזור המד המרכזי ולחשב את הערכים הממוצעים. ודא כי העובי של סעיף המד בתוך דגימת צלב הוא 0.7 ± 0.05 מ&quot;מ וכי העובי של דגימת uniaxial הוא 1.5 ± 0.1 מ&quot;מ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בתרסיס צבע המשטח העליון כולו של טיפוס צלב באמצעות תרסיס צבע להבה עמידה, שחור (מותאם לעמוד בטמפרטורות של עד 1093 מעלות צלזיוס). חכה עד מתייבש הצבע ולאחר מכן לרסס נקודות צבע להבה עמידה, לבן ממרחק היד כדי ליצור סטוכסטייםריסוס דפוס להיות מוכר על ידי מערכת DIC (ראה דוגמא באיור 1). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> וולד זוג צמדים במרכז המשטח האחורי (מול אל פני השטח הצבוע) של הדגימה. חבר את הקצה השני של תרמי למערכת בקרת טמפרטורה משוב של מכונת הבדיקה uniaxial כדי לפקח ולשלוט על ההיסטוריה של שינויי טמפרטורה. </li></ol> 2. אסיפה של מנגנון בדיקת Biaxial <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להרכיב את כל החלקים של מנגנון בדיקת biaxial, כולל צלחת בסיס, פיר מרכזי, קלט וצלחות rotatable פלט, עגלות, מלחציים, מסילות מדריך, ומוטות חיבור קשיחות (המנגנון התאסף מוצג באיור 2). <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות מוט חיבור, כמה הצלחת rotatable קלט ישירות הלסת הזחיחה של התנגדות חימום מכונת בדיקה המתיחה uniaxial, אשר מספקת כוח המתיחה uniaxial. זוג צלחת rotatable קלט אל פיר הכונן המרכזיהזוג הזה פיר כונן המרכזי צלחת rotatable הפלט. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ודא כי הסיבוב של צלחת rotatable קלט סביב ציר הסיבוב מסובב פיר הכונן, ובכך מסתובב צלחת rotatable פלט שאליו הוא מצמיד סביב ציר הסיבוב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בקצה אחד, זוג אחד מוטות חיבור הנוקשות אחת מנקודות חיבור על צלחת rotatable הפלט. זוג הקצה השני אחד הקרונות. הערה: זה יגרום כרכרות עם מחזיקי דגימה להחליק קדימה ואחורה לאורך מסילות מדריך עם חיכוך נמוך, אשר יכול להפעיל כוח biaxial כדי דגימת הצלב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות ברגי בורג, מהדק כל זרוע של דגימת הצלב כדי כרכרה עם בעל דגימה וצלחת עליונה. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדרת אוחז בתא של המכונה מבחן מתיחה uniaxial, כפי שמוצג באיור 3 (א). צרף ארבעה כבלי ריתוך לכל זוג ידיות אחיזה, אשר עשויים נירוסטה ונחושת, respectively, ובכך לחבר את כבלי ריתוך אספקת החשמל. הערה: אזור מנצח של כבלי ריתוך הוא 50 מ&quot;מ 2 ואת הדירוג הנוכחי 345 א <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שים את אוחז מהדק של מנגנון בדיקה biaxial לשתי הלסתות של המכונה מבחן מתיחה uniaxial ולהדק אותם בפנים (איור 3 (א)). </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדרת מנגנון בדיקת biaxial בתא של המכונה מבחן מתיחת uniaxial, כפי שמוצג באיור 3 (ב). <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בשתי מסגרות להבריג ברגים בחלק העליון ואת הצדדים התחתונים של צלחת הבסיס לתקן את המנגנון בתא של המכונה מבחן מתיחת uniaxial. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שים את הדגימה לתוך מחזיק הדגימה על גבי מנגנון בדיקת biaxial. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר אחד הטרמינל של כבלי ריתוך לכל אזור הידוק של הדגימה. </li></ol></li></ol> Setup 3. של מערכת חימום מרווה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחוזקה שיתוףnnect בכל אזור הידוק של הדגימה לצלחת העליונה הנירוסטה, אשר משמשת האלקטרודה לחימום התנגדות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הדק את כבלי ריתוך עם מסוף טבעת crimp אל הצלחת העליונה של כל אזור מתהדק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Connect מתרחבים חרירי עם צינורות למערכת להרוות זרימה גבוהה עם אספקת אוויר הנמצאים תחת פיקוח 8000 ק&quot;ג / מ 2 הלחץ לקירור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש ארבעה חרירים לפוצץ באוויר מזרועות הדגימה לאזור המרכזי של הדגימה. הערה: החרירים אינם מכוונים על קטע המד לקירור כדי למנוע חסימת האזור המרכזי מעייני המצלמה. </li></ol> Setup 4. של מערכת DIC <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חברו את המצלמה במהירות גבוהה של המערכת DIC עם עדשת מיקרו למחשב. התאם את שיעורי המסגרת של המצלמה 25 fps, 50 fps, ו 500 fps מהתפריט של שיעורי מסגרת (עבור הבדיקות בשיעורי זן המתיחה של 0.01 / s, 0.1 / s ו- 1 / s, בהתאמה). הגדר את ההחלטות של כל מה שאניהמגים כדי 1280 × 1024 פיקסלים. הערה: שיעורי המסגרת תלויים במספר נקודות נתונים ייאספו; לפחות 200 נקודות נתונים ניתן לאסוף תוך שימוש בהגדרות הנ&quot;ל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש זרקורים נוספים עם כוח של 300 ואט לבדיקות בשיעורי זן גבוהים. כוון את הזרקורים ישירות לתא של המכונה מבחן מתיחה uniaxial. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התאם את עדשת המצלמה, כך שהוא מקביל פני השטח העליונים של הדגימה בתא ולמקד את המצלמה על סעיף המד. </li></ol> 5. תוכנית ניסויית <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את התנגדות חימום מכונת בדיקה המתיחה uniaxial ידי לחיצה על כפתור Run המשולש בתוכנה המלאה. הערה: חשמל עובר החומר AA6082 ומחמם אותו לטמפרטורה טיפול בחום פתרון של 535 ° C 14 בקצב חימום של 30 ° C / s. החומר ספוג ב 535 מעלות צלזיוס למשך 1 דקה, אשר מספק את מלוא הרזולוציה של משקעים. Air נושבת מהמערכת להרוות משמש להרוות את החומר בקצב קירור של 100 ° C / s 15 לאחד 3 בטמפרטורות גבוהות המיועדות בטווח של 370-510 מעלות צלזיוס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מתח את הדגימה עם מנגנון בדיקת biaxial בקצב מאמץ מתמיד בטווח של 0.01-1 / s ולהקליט את היסטורית העיוות על ידי לחיצה על כפתור ההדק ידני המחובר למצלמה במהירות הגבוהה. הערה: עקירת הקלט ממכונת בדיקות uniaxial אל מנגנון בדיקת biaxial נשלטה על ידי התוכנה המובנית של מכונת בדיקת uniaxial. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בצע את הבדיקות בנתיבים שונים זן המורכב uniaxial, זן מטוס, ומדינות סינון biaxial 3 על ידי התאמת התצורה של מנגנון בדיקת biaxial. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נתק שני מוטות חיבור בניגוד לבדיקות uniaxial. צמד שדוגמא-עצם כלב על מנגנון בדיקת biaxial ולחבר אותו כבלי ריתוך, כמו צעדים 3.1-3.4. חזור על השלבים 5.1-5.2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תקן שתי עגלות מתנגדות צלחת הבסיס עם ברגי בורג להגביל את העיוות על הכיוון המתאים לבדיקה תחת מדינת זן מטוס. צמד שדוגמא צלב על מנגנון בדיקת biaxial ולחבר אותו כבלי ריתוך, כמו צעדים 3.1-3.4. חזור על שלבים 5.1-5.2. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלבי 5.3.1-5.3.2 עבור כל תנאי מבחן שלוש פעמים, באמצעות כלב-עצם חדש דגימות צלב. </li></ol> 6. עיבוד נתונים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לייבא את כל התמונות שתועדו על ידי מצלמת המהירות הגבוהה לתוך תוכנת עיבוד הפוסט אחרי צעדים רגילים של ניתוח הנתונים לפי במדריך התוכנה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש תקן ISO 3 כדי לקבוע את הגבולות להרכיב על ידי לחיצה על כפתור מצב FLC בתוכנה. הערה: שיטה זו כבר שולבה בתוכנה לעיבוד תמונת קורלציה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לסמן כל תוצאה של גבולות ויוצרים בטמפרטורה שונהים, שיעורי זן, ומתח נתיבים בתוך תרשים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שרטט את עקומות גבול להרכיב בכלל תנאי הבדיקה כדי לקבל FLD של נתך בתנאים בהבלטה חמה. </li></ol>

<ol>
	<li>Karbasian, H., Tekkaya, A. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+on+hot+stamping.">A review on hot stamping.</a> J. of Mater. Process. Tech. 210 (15), 2103-2118 (2010).</li><li>Miller, W. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+development+in+aluminium+alloys+for+the+automotive+industry.">Recent development in aluminium alloys for the automotive industry.</a> Mater. Sci. and Eng. 280 (1), 37-49 (2000).</li><li>Shao, Z., Li, N., Lin, J., Dean, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+a+New+Biaxial+Testing+System+for+Generating+Forming+Limit+Diagrams+for+Sheet+Metals+Under+Hot+Stamping+Conditions.">Development of a New Biaxial Testing System for Generating Forming Limit Diagrams for Sheet Metals Under Hot Stamping Conditions.</a> Exp. Mech. 56 (9), 1-12 (2016).</li><li>Ayres, R. A., Wenner, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Strain+and+strain-rate+hardening+effects+in+punch+stretching+of+5182-0+aluminum+at+elevated+temperatures.">Strain and strain-rate hardening effects in punch stretching of 5182-0 aluminum at elevated temperatures.</a> Metall. Trans. A. 10 (1), 41-46 (1979).</li><li>Shao, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+investigation+of+forming+limit+curves+and+deformation+features+in+warm+forming+of+an+aluminium+alloy.">Experimental investigation of forming limit curves and deformation features in warm forming of an aluminium alloy.</a> P. I. Mech. Eng. B-J. Eng. , (2016).</li><li>Marciniak, Z., Kuczynski, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Limit+strains+in+the+processes+of+stretch-forming+sheet+metal.">Limit strains in the processes of stretch-forming sheet metal.</a> Int. J. Mech. Sci. 9 (9), 609-620 (1967).</li><li>Li, D., Ghosh, A. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biaxial+warm+forming+behavior+of+aluminum+sheet+alloys.">Biaxial warm forming behavior of aluminum sheet alloys.</a> J. of Mater. Process. Tech. 145 (3), 281-293 (2004).</li><li>Palumbo, G., Sorgente, D., Tricarico, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+design+of+a+formability+test+in+warm+conditions+for+an+AZ31+magnesium+alloy+avoiding+friction+and+strain+rate+effects.">The design of a formability test in warm conditions for an AZ31 magnesium alloy avoiding friction and strain rate effects.</a> Int. J. Mach. Tool. Manu. 48 (14), 1535-1545 (2008).</li><li>Raghavan, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+simple+technique+to+generate+in-plane+forming+limit+curves+and+selected+applications.">A simple technique to generate in-plane forming limit curves and selected applications.</a> Metall. Mater. Trans. A. 26 (8), 2075-2084 (1995).</li><li>Ragab, A. R., Baudelet, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Forming+limit+curves:+out-of-plane+and+in-plane+stretching.">Forming limit curves: out-of-plane and in-plane stretching.</a> J. Mech. Work. Technol. 6 (4), 267-276 (1982).</li><li>Fan, X. -. b., He, Z. -. b., Zhou, W. -. x., Yuan, S. -. j. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Formability+and+strengthening+mechanism+of+solution+treated+Al-Mg-Si+alloy+sheet+under+hot+stamping+conditions.">Formability and strengthening mechanism of solution treated Al-Mg-Si alloy sheet under hot stamping conditions.</a> J. of Mater. Process. Tech. 228, 179-185 (2016).</li><li>Zidane, I., Guines, D., L&#233;otoing, L., Ragneau, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+an+in-plane+biaxial+test+for+forming+limit+curve+(FLC)+characterization+of+metallic+sheets.">Development of an in-plane biaxial test for forming limit curve (FLC) characterization of metallic sheets.</a> Meas. Sci. Technol. 21 (5), 055701 (2010).</li><li>Hannon, A., Tiernan, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+of+planar+biaxial+tensile+test+systems+for+sheet+metal.">A review of planar biaxial tensile test systems for sheet metal.</a> J. of Mater. Process. Tech. 198 (1-3), 1-13 (2008).</li><li>Garrett, R., Lin, J., Dean, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+investigation+of+the+effects+of+solution+heat+treatment+on+mechanical+properties+for+AA+6xxx+alloys:+experimentation+and+modelling.">An investigation of the effects of solution heat treatment on mechanical properties for AA 6xxx alloys: experimentation and modelling.</a> Int. J. Plasticity. 21 (8), 1640-1657 (2005).</li><li>Milkereit, B., Wanderka, N., Schick, C., Kessler, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Continuous+cooling+precipitation+diagrams+of+Al-Mg-Si+alloys.">Continuous cooling precipitation diagrams of Al-Mg-Si alloys.</a> Mater. Sci. Eng. A. 550, 87-96 (2012).</li><li>Crammond, G., Boyd, S. W., Dulieu-Barton, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Speckle+pattern+quality+assessment+for+digital+image+correlation.">Speckle pattern quality assessment for digital image correlation.</a> Opt. Laser. Eng. 51 (12), 1368-1378 (2013).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

שיטות בדיקת formability קונבנציונליות המשמשות לקביעה להרכיב גבולות הן בדרך כלל ישימות רק בטמפרטורת חדר. הטכניקה המוצגת ניתן להשתמש כדי להעריך את formability של מתכות עבור יישומי הטבעת גיליון חמים על ידי החדרת מנגנון בדיקה biaxial חדשנית התנגדות חימום מכונת בדיקות uniaxial. זה לא יכול...

תעשיית הרכב עומדת בפני אתגר גלובלי ענק של הפחתת צריכת הדלק וצמצום זיהום סביבתי מפליטות כלי רכב. ירידה במשקל היא מועילה לשיפור הביצועים של מכוניות ישירות יכולים להפחית את צריכת האנרגיה 1. בשל formability הנמוכה של פח בטמפרטורת חדר, הטבעה חמה ותהליכים מרווים למות קר (המכונה חם ביול) 2 משמשים כדי לשפר את formability של סגסוגות ובכך להשיג רכיבים בצורת קומפלקס ביישומי רכב. תרשים גבול להרכיב (FLD) הוא כלי שימושי כדי להעריך את formability של נתך 3. Out-of-מטוס בדיקות, כגון בדיקת Nakazima 4, 5, ו-מטוס בדיקות, כגון מרצ&#39;יניאק מבחן 6, 7, 8,מחדש שיטות ניסיוניות קונבנציונליות כדי להשיג את הכת של פח בתנאים שונים 9, 10, 11. מכונת בדיקות biaxial-הידראולי סרוו שימש גם לחקור את formability של סגסוגות בטמפרטורת החדר 12, 13. עם זאת, אף אחת מהשיטות הנ&quot;ל חלים על בדיקות formability בתנאים בהבלטה חמה, מאז תהליך הקירור לפני הרכבת נדרשת יחד עם שליטה של ​​שיעורי חימום וקירור. טמפרטורת העיוות וקצב זן קשה להשיג במדויק. לכן, מערכת לבדיקת formability חדשנית מוצעת במחקר זה כדי לקבוע את הגבולות ויוצרים בניסוי של פח בתנאים בהבלטה חם.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="923">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:229px;">Aluminium Alloy&#160;</td>
			<td style="width:152px;">Smiths Metal</td>
			<td style="width:121px;">6082</td>
			<td style="width:421px;">Specimens machining</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:229px;">Laser cutter</td>
			<td style="width:152px;">LVD Ltd</td>
			<td style="width:121px;">HELIUS 25/13</td>
			<td>Laser cutting specimens</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:229px;">CNC machine</td>
			<td style="width:152px;">HAAS Automation</td>
			<td style="width:121px;">TM-2CE</td>
			<td>Machine specimens by milling</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:229px;">Vernier caliper</td>
			<td style="width:152px;">Mitutoyo</td>
			<td style="width:121px;">575-481</td>
			<td>Thickness measurement</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:229px;">Resistance heating uniaxial testing machine</td>
			<td style="width:152px;">Dynamic System Inc</td>
			<td style="width:121px;">Gleeble 3800</td>
			<td>Thermo-mechanical materials simulator</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:229px;">High flow quench system</td>
			<td style="width:152px;">Dynamic System Inc</td>
			<td style="width:121px;">38510</td>
			<td>For air cooling</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:229px;">Thermocouples</td>
			<td style="width:152px;">Dynamic System Inc</td>
			<td style="width:121px;">K type</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:229px;">Nozzles</td>
			<td style="width:152px;">Indexa</td>
			<td style="width:121px;"></td>
			<td>Nozzle flared 1/4 inch bore</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:229px;">Welding cables</td>
			<td style="width:152px;">LAPP Group</td>
			<td style="width:121px;">H01N2-D</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:229px;">High-speed camera</td>
			<td style="width:152px;">Photron</td>
			<td style="width:121px;">UX50</td>
			<td>For DIC testing</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:229px;">Camera lens</td>
			<td style="width:152px;">Nikon</td>
			<td style="width:121px;">Micro 200mm</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:229px;">Lamp</td>
			<td style="width:152px;">Liliput</td>
			<td style="width:121px;">150ce</td>
			<td>300W</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:229px;">Laptop</td>
			<td style="width:152px;">HP</td>
			<td style="width:121px;">Campaq 2530p</td>
			<td>For images recording</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:229px;">Biaxial testing apparatus</td>
			<td style="width:152px;">Manufactured independently</td>
			<td style="width:121px;"></td>
			<td style="width:421px;">All parts were designed and machinced by authors for biaxial testing</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:229px;">Steel&#160;</td>
			<td style="width:152px;">West Yorkshire Steel</td>
			<td style="width:121px;">H13</td>
			<td style="width:421px;">Mateials of the biaxial testing apparatus</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:229px;">Image correlation processing software</td>
			<td style="width:152px;">GOM</td>
			<td style="width:121px;">ARAMIS</td>
			<td>Non-contact measuring system and data post-pocessing</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a novel biaxial testing apparatus for the determination of forming limit under hot stamping conditions

ההטבעה החמה התהליך מרווה למות קר משמשת יותר ויותר להקים קומפלקס רכיבים מבניים בצורה של פח. גישות ניסיוניות קונבנציונליות, כגון מחוץ למטוס וב-מטוס בדיקות, אינן חלים על קביעת גבולות ויוצרים בחימום ותהליכי קירור מהירים מוצגים לפני הרכבת לבדיקות שנערכו בתנאים בהבלטה חמים. רומן-מטוס מערכת בדיקות biaxial תוכננה לשמש לקביעה להרכיב גבולות פח בנתיבי זן שונים, טמפרטורות, שיעורי זן לאחר חימום וקירור תהליכים בתוך התנגדות חימום מכונת בדיקות uniaxial. חלק הליבה של מערכת בדיקות biaxial הוא מנגנון biaxial, אשר מעביר כוח uniaxial שמספק מכונה בדיקות uniaxial לכוח biaxial. סוג אחד של דגימת צלב תוכנן ומאומת על מבחן formability של סגסוגת אלומיניום 6082 באמצעות מערכת בדיקות biaxial המוצעת. Im הדיגיטלימערכת הקורלציה גיל (DIC) עם מצלמה במהירות גבוהה שמשה במדידות זן של דגימה במהלך עיוות. מטרת הצעת מערכת בדיקות biaxial זו היא לאפשר את הגבולות ויוצרים מסגסוגת שייקבעו בטמפרטורות שונות שיעורי זן בתנאים בהבלטה חמים.

מאז הכת היא מאוד זן נתיב תלוי, הליניאריות של נתיב הזן עבור כל תנאי מבחן אומתה על ידי ניתוח תוצאות דסק&quot;ש; שבילי הזן הם יחסים לאורך עיוות עבור כל תנאי מבחן. המגוון של קטין ל-מרכזי יחס הזן הוא כ -0.37 (מצב uniaxial) כדי 0.26 (ליד תנאי biaxial). בעיבוד נתונים עבור תנאי ...

Watch this Scientific Journal Video about A Novel Biaxial Testing Apparatus for the Determination of Forming Limit under Hot Stamping Conditions at JoVE.com

A Novel Biaxial Testing Apparatus for the Determination of Forming Limit under Hot Stamping Conditions

פרוטוקול זה מוצע מערכת בדיקות biaxial רומן בשימוש על התנגדות חימום מכונת בדיקה מתיחה uniaxial כדי לקבוע את הדיאגרמה הגבול להרכיב (FLD) של פח בתנאים בהבלטה חם.

מנגנון בדיקה חדשנית Biaxial לקביעת גבול יצירת תחת תנאי חם החתמת

The hot stamping and cold die quenching process is increasingly used to form complex shaped structural components of sheet metals. Conventional ...

a-novel-biaxial-testing-apparatus-for-determination-forming-limit

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Mechanical Engineering

Engineering

Unit 1

Bending

SCIENTISTS IN ACTION

7.5K Views.  Imperial College London.  פרוטוקול זה מוצע מערכת בדיקות biaxial רומן בשימוש על התנגדות חימום מכונת בדיקה מתיחה uniaxial כדי לקבוע את הדיאגרמה הגבול להרכיב (FLD) של פח בתנאים בהבלטה חם. 

Video: A Novel Biaxial Testing Apparatus for the Determination of Forming Limit under Hot Stamping Conditions

Fabrication of VB2/Air Cells for Electrochemical Testing

A technique to investigate the properties and performance of new multi-electron metal/air battery systems is proposed and presented. A method for synthesizing nanoscopic VB2 is presented as well as step-by-step procedure for applying a zirconium oxide coating to the VB2 particles for stabilization upon discharge. The process for disassembling existing zinc/air cells is shown, in addition construction of the new working electrode to replace the conventional zinc/air cell anode with a the nanoscopic VB2 anode. Finally, discharge of the completed VB2/air battery is reported. We show that using the zinc/air cell as a test bed is useful to provide a consistent configuration to study the performance of the high-energy high capacity nanoscopic VB2 anode.

Fabrication of VB2/Air Cells for Electrochemical Testing

A protocol is presented to study multi-electron metal/air battery systems by using previous technology developed for the zinc/air cell. Electrochemical testing is then performed on fabricated batteries to evaluate performance.

המצאה של VB<sub&gt; 2</sub&gt; / תאי אוויר לבדיקת אלקטרוכימי

A technique to investigate the properties and performance of new multi-electron metal/air battery systems is proposed and presented. A method for ...

High-Sensitivity Nuclear Magnetic Resonance at Giga-Pascal Pressures: A New Tool for Probing Electronic and Chemical Properties of Condensed Matter under Extreme Conditions

Nuclear Magnetic Resonance (NMR) is one of the most important techniques for the study of condensed matter systems, their chemical structure, and their electronic properties. The application of high pressure enables one to synthesize new materials, but the response of known materials to high pressure is a very useful tool for studying their electronic structure and developing theories. For example, high-pressure synthesis might be at the origin of life; and understanding the behavior of small molecules under extreme pressure will tell us more about fundamental processes in our universe. It is no wonder that there has always been great interest in having NMR available at high pressures. Unfortunately, the desired pressures are often well into the Giga-Pascal (GPa) range and require special anvil cell devices where only very small, secluded volumes are available. This has restricted the use of NMR almost entirely in the past, and only recently, a new approach to high-sensitivity GPa NMR, which has a resonating micro-coil inside the sample chamber, was put forward. This approach enables us to achieve high sensitivity with experiments that bring the power of NMR to Giga-Pascal pressure condensed matter research. First applications, the detection of a topological electronic transition in ordinary aluminum metal and the closing of the pseudo-gap in high-temperature superconductivity, show the power of such an approach. Meanwhile, the range of achievable pressures was increased tremendously with a new generation of anvil cells (up to 10.1 GPa), that fit standard-bore NMR magnets. This approach might become a new, important tool for the investigation of many condensed matter systems, in chemistry, geochemistry, and in physics, since we can now watch structural changes with the eyes of a very versatile probe.

Nuclear magnetic resonance is one of the most important spectroscopic tools. Here, the development of a new approach under high pressure, currently up to 10.1 GPa, is presented. This opens a new window into condensed matter physics and chemistry, where high-pressure research is of great importance.

רגישות גבוהה תהודה מגנטית גרעינית בחצי Giga-פסקל: כלי חדש לבדיקת מאפיינים אלקטרוניים והכימיים של חומר מעובה בתנאים קיצוניים

Nuclear Magnetic Resonance (NMR) is one of the most important techniques for the study of condensed matter systems, their chemical structure, and their ...

A Testing Platform for Durability Studies of Polymers and Fiber-reinforced Polymer Composites under Concurrent Hygrothermo-mechanical Stimuli

The durability of polymers and fiber-reinforced polymer composites under service condition is a critical aspect to be addressed for their robust designs and condition-based maintenance. These materials are adopted in a wide range of engineering applications, from aircraft and ship structures, to bridges, wind turbine blades, biomaterials and biomedical implants. Polymers are viscoelastic materials, and their response may be highly nonlinear and thus make it challenging to predict and monitor their in-service performance. The laboratory-scale testing platform presented herein assists the investigation of the influence of concurrent mechanical loadings and environmental conditions on these materials. The platform was designed to be low-cost and user-friendly. Its chemically resistant materials make the platform adaptable to studies of chemical degradation due to in-service exposure to fluids. An example of experiment was conducted at RT on closed-cell polyurethane foam samples loaded with a weight corresponding to ~50% of their ultimate static and dry load. Results show that the testing apparatus is appropriate for these studies. Results also highlight the larger vulnerability of the polymer under concurrent loading, based on the higher mid-point displacements and lower residual failure loads. Recommendations are made for additional improvements to the testing apparatus.

The durability of polymers and fiber-reinforced polymer composites in service is a critical aspect for their designs and condition-based maintenance. We present a novel low-cost laboratory testing platform for the investigation of the influence of concurrent mechanical and environmental loadings, and may help design more efficient yet safer composite structures.

בדיקת פלטפורמה לעמידות ללימודים של פולימרים ומחוזקים בסיבים פולימריים מרוכבים תחת גירויים במקביל Hygrothermo-מכאניים

The durability of polymers and fiber-reinforced polymer composites under service condition is a critical aspect to be addressed for their robust designs ...

Detection and Recovery of Palladium, Gold and Cobalt Metals from the Urban Mine Using Novel Sensors/Adsorbents Designated with Nanoscale Wagon-wheel-shaped Pores

Developing low-cost, efficient processes for recovering and recycling palladium, gold and cobalt metals from urban mine remains a significant challenge in industrialized countries. Here, the development of optical mesosensors/adsorbents (MSAs) for efficient recognition and selective recovery of Pd(II), Au(III), and Co(II) from urban mine was achieved. A simple, general method for preparing MSAs based on using high-order mesoporous monolithic scaffolds was described. Hierarchical cubic Ia3d wagon-wheel-shaped MSAs were fabricated by anchoring chelating agents (colorants) into three-dimensional pores and micrometric particle surfaces of the mesoporous monolithic scaffolds. Findings show, for the first time, evidence of controlled optical recognition of Pd(II), Au(III), and Co(II) ions and a highly selective system for recovery of Pd(II) ions (up to ~95%) in ores and industrial wastes. Furthermore, the controlled assessment processes described herein involve evaluation of intrinsic properties (e.g., visual signal change, long-term stability, adsorption efficiency, extraordinary sensitivity, selectivity, and reusability); thus, expensive, sophisticated instruments are not required. Results show evidence that MSAs will attract worldwide attention as a promising technological means of recovering and recycling palladium, gold and cobalt metals.

Because of the importance and extensive use of palladium, gold and cobalt metals in high-technology equipment, their recovery and recycling constitute an important industrial challenge. The metal recovery system described herein is a simple, low-cost means for the effective detection, removal, and recovery of these metals from the urban mine.

איתור והשחזור של פלדיום, מתכות זהב וקובלט ממכרה העירונית באמצעות חיישנים / Adsorbents רומן יעודיים עם נקבוביות-בצורת גלגל עגלה ננומטריים

Developing low-cost, efficient processes for recovering and recycling palladium, gold and cobalt metals from urban mine remains a significant challenge in ...

Development of an Experimental Setup for the Measurement of the Coefficient of Restitution under Vacuum Conditions

The Discrete Element Method is used for the simulation of particulate systems to describe and analyze them, to predict and afterwards optimize their behavior for single stages of a process or even an entire process. For the simulation with occurring particle-particle and particle-wall contacts, the value of the coefficient of restitution is required. It can be determined experimentally. The coefficient of restitution depends on several parameters like the impact velocity. Especially for fine particles the impact velocity depends on the air pressure and under atmospheric pressure high impact velocities cannot be reached. For this, a new experimental setup for free-fall tests under vacuum conditions is developed. The coefficient of restitution is determined with the impact and rebound velocity which are detected by a high-speed camera. To not hinder the view, the vacuum chamber is made of glass. Also a new release mechanism to drop one single particle under vacuum conditions is constructed. Due to that, all properties of the particle can be characterized beforehand.

The coefficient of restitution is a parameter that describes the loss of kinetic energy during collision. Here, a free-fall setup under vacuum conditions is developed to be able to determine the coefficient of restitution parameter for particles in micrometer range with high impact velocities.

פיתוח של התקנה ניסיונית עבור המדידה של מקדם התקומה בתנאי אבק

The Discrete Element Method is used for the simulation of particulate systems to describe and analyze them, to predict and afterwards optimize their ...

Advanced Experimental Methods for Low-temperature Magnetotransport Measurement of Novel Materials

Novel electronic materials are often produced for the first time by synthesis processes that yield bulk crystals (in contrast to single crystal thin film synthesis) for the purpose of exploratory materials research. Certain materials pose a challenge wherein the traditional bulk Hall bar device fabrication method is insufficient to produce a measureable device for sample transport measurement, principally because the single crystal size is too small to attach wire leads to the sample in a Hall bar configuration. This can be, for example, because the first batch of a new material synthesized yields very small single crystals or because flakes of samples of one to very few monolayers are desired. In order to enable rapid characterization of materials that may be carried out in parallel with improvements to their growth methodology, a method of device fabrication for very small samples has been devised to permit the characterization of novel materials as soon as a preliminary batch has been produced. A slight variation of this methodology is applicable to producing devices using exfoliated samples of two-dimensional materials such as graphene, hexagonal boron nitride (hBN), and transition metal dichalcogenides (TMDs), as well as multilayer heterostructures of such materials. Here we present detailed protocols for the experimental device fabrication of fragments and flakes of novel materials with micron-sized dimensions onto substrate and subsequent measurement in a commercial superconducting magnet, dry helium close-cycle cryostat magnetotransport system at temperatures down to 0.300 K and magnetic fields up to 12 T.

We describe the methodology of mechanical exfoliation and deposition of flakes of novel materials with micron-sized dimensions onto substrate, fabrication of experimental device structures for transport experimentation, and the magnetotransport measurement in a dry helium close-cycle cryostat at temperatures down to 0.300 K and magnetic fields up to 12 T.

שיטות ניסיוניות מתקדמות לטמפרטורה נמוכה Magnetotransport מדידה של חומרים חדשים

Novel electronic materials are often produced for the first time by synthesis processes that yield bulk crystals (in contrast to single crystal thin film ...

Spark Plasma Sintering Apparatus Used for the Formation of Strontium Titanate Bicrystals

A spark plasma sintering apparatus was used as a novel method for diffusion bonding of two single crystals of strontium titanate to form bicrystals with one twist grain boundary. This apparatus utilizes high uniaxial pressure and a pulsed direct current for rapid consolidation of material. Diffusion bonding of strontium titanate bicrystals without fracture, in a spark plasma sintering apparatus, is possible at high pressures due to the unusual temperature dependent plasticity behavior of strontium titanate. We demonstrate a method for the successful formation of bicrystals at accelerated time scales and lower temperatures in a spark plasma sintering apparatus compared to bicrystals formed by conventional diffusion bonding parameters. Bond quality was verified by scanning electron microscopy. A clean and atomically abrupt interface containing no secondary phases was observed using transmission electron microscopy techniques. Local changes in bonding across the boundary was characterized by simultaneous scanning transmission electron microscopy and spatially resolved electron energy-loss spectroscopy.

A viable technique for the formation of strontium titanate bicrystals at high pressure and fast heating rate via the spark plasma sintering apparatus is developed.

ספארק Apparatus Sintering פלזמה משמש ליצירת סטרונציום Titanate Bicrystals

A spark plasma sintering apparatus was used as a novel method for diffusion bonding of two single crystals of strontium titanate to form bicrystals with ...

In Situ Visualization of the Phase Behavior of Oil Samples Under Refinery Process Conditions

To help address production issues in refineries caused by the fouling of process units and lines, we have developed a setup as well as a method to visualize the behavior of petroleum samples under process conditions. The experimental setup relies on a custom-built micro-reactor fitted with a sapphire window at the bottom, which is placed over the objective of an inverted microscope equipped with a cross-polarizer module. Using reflection microscopy enables the visualization of opaque samples, such as petroleum vacuum residues, or asphaltenes. The combination of the sapphire window from the micro-reactor with the cross-polarizer module of the microscope on the light path allows high-contrast imaging of isotropic and anisotropic media. While observations are carried out, the micro-reactor can be heated to the temperature range of cracking reactions (up to 450 &#176;C), can be subjected to H2 pressure relevant to hydroconversion reactions (up to 16 MPa), and can stir the sample by magnetic coupling. 
Observations are typically carried out by taking snapshots of the sample under cross-polarized light at regular time intervals. Image analyses may not only provide information on the temperature, pressure, and reactive conditions yielding phase separation, but may also give an estimate of the evolution of the chemical (absorption/reflection spectra) and physical (refractive index) properties of the sample before the onset of phase separation.

In Situ Visualization of the Phase Behavior of Oil Samples Under Refinery Process Conditions

This article describes a setup and method for the in situ visualization of oil samples under a variety of temperature and pressure conditions that aim to emulate refining and upgrading processes. It is primarily used for studying isotropic and anisotropic media involved in the fouling behavior of petroleum feeds.

באתרו ויזואליזציה של התנהגות השלב של דוגמאות שמן בתנאי תהליך זיקוק

To help address production issues in refineries caused by the fouling of process units and lines, we have developed a setup as well as a method to ...

Subsurface Defect Localization by Structured Heating Using Laser Projected Photothermal Thermography

The presented method is used to locate subsurface defects oriented perpendicularly to the surface. To achieve this, we create destructively interfering thermal wave fields that are disturbed by the defect. This effect is measured and used to locate the defect. We form the destructively interfering wave fields by using a modified projector. The original light engine of the projector is replaced with a fiber-coupled high-power diode laser. Its beam is shaped and aligned to the projector&#39;s spatial light modulator and optimized for optimal optical throughput and homogeneous projection by first characterizing the beam profile, and, second, correcting it mechanically and numerically. A high-performance infrared (IR) camera is set up according to the tight geometrical situation (including corrections of the geometrical image distortions) and the requirement to detect weak temperature oscillations at the sample surface. Data acquisition can be performed once a synchronization between the individual thermal wave field sources, the scanning stage, and the IR camera is established by using a dedicated experimental setup which needs to be tuned to the specific material being investigated. During data post-processing, the relevant information on the presence of a defect below the surface of the sample is extracted. It is retrieved from the oscillating part of the acquired thermal radiation coming from the so-called depletion line of the sample surface. The exact location of the defect is deduced from the analysis of the spatial-temporal shape of these oscillations in a final step. The method is reference-free and very sensitive to changes within the thermal wave field. So far, the method has been tested with steel samples but is applicable to different materials as well, in particular to temperature sensitive materials.

This method aims at locating vertical subsurface defects. Here, we couple a laser with a spatial light modulator and trigger its video input to heat a sample surface deterministically with two anti-phased modulated lines while acquiring highly resolved thermal images. The defect position is retrieved from evaluating thermal wave interference minima.

לוקליזציה פגם תת קרקעי על ידי חימום מובנה באמצעות לייזר מוקרן Photothermal Thermography

The presented method is used to locate subsurface defects oriented perpendicularly to the surface. To achieve this, we create destructively interfering ...

Ultrasonic Fatigue Testing in the Tension-Compression Mode

Ultrasonic fatigue testing is one of a few methods which allow investigating fatigue properties in the ultra-high cycle region. The method is based on exposing the specimen to longitudinal vibrations on its resonance frequency close to 20 kHz. With use of this method, it is possible to significantly decrease the time required for the test, when compared to conventional testing devices usually working at frequencies under 200 Hz. It is also used to simulate loading of material during operation in high speed conditions, such as those experienced by components of jet engines or car turbo pumps. It is necessary to operate only in the high and ultra-high cycle region, due to the possibility of extremely high deformation rates, which can have a significant influence on the test results. Specimen shape and dimensions have to be carefully selected and calculated to fulfill the resonance condition of the ultrasonic system; thus, it is not possible to test the full components or specimens of arbitrary shape. Before each test, it is necessary to harmonize the specimen with the frequency of the ultrasonic system to compensate for deviations of the real shape from the ideal one. It is not possible to run a test until a total fracture of the specimen, since the test is automatically terminated after initiation and propagation of the crack to a certain length, when the stiffness of the system changes enough to shift the system out of the resonance frequency. This manuscript describes the process of evaluation of materials' fatigue properties at high-frequency ultrasonic fatigue loading with use of mechanical resonance at a frequency close to 20 kHz. The protocol includes a detailed description of all steps required for a correct test, including specimen design, stress calculation, harmonizing with the resonance frequency, performing the test, and final static fracture.

A protocol for ultrasonic fatigue testing in the high and ultra-high cycle region in axial tension-compression loading mode.

עייפות אולטראסאונד בדיקה במצב מתח דחיסה

Ultrasonic fatigue testing is one of a few methods which allow investigating fatigue properties in the ultra-high cycle region. The method is based on ...