Name: full-field strain measurements for microstructurally small fatigue crack propagation using digital image correlation method
Uploaded: 2019-01-16T15:00:00
Duration: 7 min 37 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Full-field Strain Measurements for Microstructurally Small Fatigue Crack Propagation Using Digital Image Correlation Method at JoVE.com

ASTM UNS S43940 ferritisk rustfrit stål blev leveret af Outokumpu rustfrit Oyj. Forskning er støttet af Academy i Finland projekt № 298762 og Aalto University School of Engineering og postdoktoralt finansiering No 9155273 Aalto University School of Engineering. Video publikation blev udført med støtte af Mikko Raskinen fra Aalto Media fabrik.

1. prøvepræparation og udglødning
<ol><li>Mølle de oprindelige ferritisk stål plader med en tykkelse på 3 mm (Se Tabel af materialer) at danne pladen med karakteristiske størrelse af ca. 200 mm x 15 mm x 1 mm.</li>
	<li>Placer den producerede stålplade ind i kvarts rør og pumpe (Se Tabel af materialer) det indtil pres i ca. 10-6 mbar.</li>
	<li>Give argon gas (Se Tabel af materialer) ind i kvarts rør indtil trykket når omkring 0,2 mbar.</li>
	<li>Forsegle kvarts rør med modellen inde ved opvarmning kvarts rør op til den smeltende temperatur19. Forsigtig: Proceduren forsegling er farlige. Benytte passende sikkerhedsforanstaltninger såsom ordentlig øjenbeskyttelse, etc.20.</li>
	<li>Anneal stålpladen forseglet inde i kvarts rør ved hjælp af kammer ovn (se tabel over materialer) på 1200 ° c i 1 time og dæmpningen i vand. Bemærk: Proceduren udgloedning stiger den gennemsnitlige kornstørrelse af de undersøgte stål op til 350 µm uden omfattende dannelse af chrom carbide partikler21. Forsigtig: Den udgloedning procedure er farlige. Bruge passende forholdsregler og følg instruktionerne i manualen kammer ovn.</li>
	<li>Skære indskåret enheder (med tykkelse på 1 mm) fra udglødet pladen af de undersøgte ferritisk stål ved hjælp af elektrisk udladning bearbejdning (EDM, se Tabel af materialer). Ordningen af modellen er vist i figur 1. Forsigtig: EDM skæring procedure er farlige. Bruge passende forholdsregler og følg instruktionerne i manualen EDM.</li>
	<li>Slibe og polere modellen overfladen.<ol>
<li>Grind prøveeksemplar overflader ved hjælp af slibning maskine med smergel papir (Table of Materials) indtil overfladen af modellen er ensartet.</li>
		<li>Polsk prøveeksemplar overflader ved hjælp af polermaskine med 3 µm og 1 µm diamant pasta (Se Tabel af materialer) i 10 min.</li>
		<li>Polsk modellen overfladen ved hjælp af 0,02 µm kolloid silica vibrerende polering (se tabel over materialer) for omkring 4 h; Dette er påkrævet for EBSD analyse.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. træthed før revner
<ol><li>Eksperimentelt definere forskydning kontrolleret træthed testparametre.<ol>
<li>Justere forskydning grænser εmin og εmax af servo hydraulisk maskine (Se Tabel af materialer) således at den σmin og σmax er inden for rækkevidde af ca -50 MPa og 300 MPa, henholdsvis. Forsigtig: Servo hydraulisk maskine er farlige. Bruge passende forholdsregler og følg instruktionerne i manualen servo hydraulisk maskine.</li>
		<li>Undersøge den første knæk dannelsen efter 2.000, 5.000 og 10.000 cyklusser ved hjælp af Optisk mikroskopi (Se Tabel af materialer) til at definere det optimale antal træthed cykler og undgå omfattende knæk vækst.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Emnet modellen for forskydning kontrolleret enakset cyklisk lastning defineret antal cyklusser.</li>
	<li>Undersøge den første knæk dannelsen efter definerede antal cyklusser ved hjælp af Optisk mikroskopi. Indledende revner med længder op til ca. 20 µm er produceret på notch spids.</li>
	<li>Øge antallet af træthed lastning cyklusser, hvis den oprindelige knæk ikke blev produceret.</li>
	<li>Erstatte modellen, hvis den oprindelige knæk længde overstiger 50 µm.</li>
</ol>3. mikrostrukturanalyse karakterisering
<ol><li>Ren pre-revnet modellen.<ol>
<li>Ren pre-revnet modellen med acetone i 20 min. ved hjælp af ultralyd bad (Se Tabel af materialer).</li>
		<li>Ren pre-revnet prøven med ethanol i 20 min. ved hjælp af ultralyd bad (Se Tabel af materialer).</li>
	</ol>
</li>
	<li>Markere det undersøgte område ved hjælp af Vickers microindentations som vist i figur 2a.<ol>
<li>Følg vejledningen i Vickers microindentor (Se Tabel af materialer) til at udføre microindentation mærkerne.</li>
		<li>Indsætte prøven i den mikro Vickers hårdhedsmåler (Se Tabel af materialer).</li>
		<li>Angive indrykning kraft på 500 N.</li>
		<li>Juster positionen for den første Vickers indrykning mark på ca. 500 µm sidelæns fra notch tip. Forberede den anden indrykning på en anden side.</li>
		<li>Juster positionen for den tredje indrykning mark på ca. 500 µm sidelæns og omkring 400 µm fra notch tip.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Analysere mikrostruktur af stål fra side overfladen af prøven i hak ved hjælp af elektron backscatter diffraktion (EBSD) analyse (Se Tabel af materialer).<ol>
<li>Følg brugsanvisningen på scanning elektron mikroskop til at udføre EBSD analyse.</li>
		<li>Angive forstørrelsen på 200 x.</li>
		<li>Justere placeringen af prøvemateriale under EBSD detektor. Sikre, at notch spidsen og tre Vickers microindentation mærker er inden for rammerne af den EBSD scanning (Se figur 2b).</li>
		<li>Indstille trin størrelsen af EBSD scanning på 2 µm. Scanning varighed er ca 1 time.</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. dekoration med et mønster
<ol><li>Rengør modellen overfladen med ethanol (Se Tabel af materialer) i 10 min ved hjælp af ultralyd badet.</li>
	<li>Tørre modellen ved hjælp af en fan.</li>
	<li>Rengøre et objektglas, ved hjælp af en papir serviet gennemblødt med ethanol (Se Tabel af materialer).</li>
	<li>Indbetale et tyndt lag af blæk på glasoverfladen i objektglas. En permanent markør giver ensartet lag af blæk på glasoverfladen i hånden.</li>
	<li>Tryk ned på silikone stempel med mønster på glasoverfladen at overføre et lag af blæk stempel overflade.</li>
	<li>Tryk ned på silikone stempel dækket med blæk på modellen overflade.</li>
	<li>Kontrollere speckle mønster kvalitet ved hjælp af Optisk mikroskopi. Et eksempel på speckle mønster er vist i figur 3. Se referencer22,23 for nærmere oplysninger om mønster og microcontact udskrivning.</li>
	<li>Sikre at speckle mønster størrelse er mindst 10 gange mindre end kornstørrelse af det undersøgte materiale. Bemærk: Udfør trin 2, 3 og 4 i tilstrækkelig tid til at undgå blæk udtørring. Definere tørretiden eksperimentelt.</li>
</ol>5. træthed test med DIC
<ol><li>Sat modellen til servo hydraulisk maskine (se tabel over materialer). Forsigtig: Servo hydraulisk maskine er farlige. Bruge passende forholdsregler og følg instruktionerne i manualen servo hydraulisk maskine.</li>
	<li>Justere parametrene belastning-kontrollerede træthed test ved hjælp af R = 0,1 (σmin = 35 MPa, σmax = 350 MPa) og teste frekvens på 10 Hz ved hjælp af control software af træthed maskine.</li>
	<li>Oprette et optisk mikroskop med 16 x præcision zoomobjektiv (Se Tabel af materialer) til optisk observation af modellen indskåret område.</li>
	<li>Udstyre den optisk mikroskop med et digitalt kamera med opløsning på 2048 pixels x 1,536 pixel.</li>
	<li>Justere forstørrelse af optisk mikroskop manuelt.<ol>
<li>Sikre, at hele hakkede område af modellen passer til billedområdet af det digitale kamera.</li>
		<li>Sikre, at pixelstørrelse er mindst 5 gange mindre end mønster størrelse.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Køre træthed test og synkronisere med billedet optagelse system.<ol>
<li>Fange billederne under midlertidig (10 s) stopper af træthed test i intervaller på 500 cyklusser.</li>
		<li>Sikre, at belastningen holdes konstant med en gennemsnitlig stress omkring 210 MPA under image erhvervelse.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Fortsætte træthed test indtil knæk længden nærmer sig en kritisk værdi eller net-sektion plasticitet begynder at dominere.</li>
</ol>6. resultater analyse
<ol><li>Brug de fremkomne raw billeder til at udføre den knæk vækstrate (CGR) og DIC analyse ved hjælp af en kommerciel software (Se Tabel af materialer).<ol>
<li>Bruge betjeningsvejledningen til at udføre CGR analyse. Bemærk, at knæk vækst sats analyse er muligt at udføre ved hjælp af den kommercielle software automatisk eller manuelt.</li>
		<li>Udføre den CGR analyse manuelt ved hjælp af raw-billede datasæt ved måling af knæk længde tilvækst efter hver 500 cyklusser.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Analyser af shear stamme deformation for det undersøgte område ved hjælp af kommerciel software.<ol>
<li>Bruge betjeningsvejledningen til at udføre shear stamme deformation analyse.</li>
		<li>Sikre, at korrelationen tilstand i gang serien indstillinger af softwaren er valgt til at være "i forhold til først".</li>
	</ol>
</li>
	<li>Udføre Schmid faktor og korn misorientation analyse af EBSD data ved hjælp af open source MTEX værktøjskasse (Se Tabel af materialer). Bemærk: Oplysninger om Schmid faktor og korn misorientation analyse findes i brugervejledningen til MTEX værktøjskasse24.</li>
	<li>Udføre kumulativ analyse af de opnåede resultater. Bemærk: Kumulativ analyse er beskrevet i Ref.18.<ol>
<li>Brug Vickers microindentation mærker til at matche den korn grænse kort, misorientation og kort til Schmid faktor på toppen af shear stamme deformation felt18.</li>
		<li>Definere sammenhængen mellem CGR, stamme felt og mikrostruktur (misorientation og Schmid faktor maps)18.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol>
	<li>Remes, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Factors+affecting+the+fatigue+strength+of+thin-plates+in+large+structures.">Factors affecting the fatigue strength of thin-plates in large structures.</a> International Journal of Fatigue. 101, 397-407 (2017).</li><li>Lillem&#228;e, I., Remes, H., Liinalampi, S., It&#228;vuo, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+weld+quality+on+the+fatigue+strength+of+thin+normal+and+high+strength+steel+butt+joints.">Influence of weld quality on the fatigue strength of thin normal and high strength steel butt joints.</a> Welding in the World. 60, 731-740 (2016).</li><li>Remes, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Strain-based+approach+to+fatigue+crack+initiation+and+propagation+in+welded+steel+joints+with+arbitrary+notch+shape.">Strain-based approach to fatigue crack initiation and propagation in welded steel joints with arbitrary notch shape.</a> International Journal of Fatigue. 52, 114-123 (2013).</li><li>Tokaji, K., Ogawa, T., Miller, K. J., de los Rios, E. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+growth+behavior+of+microstructurally+small+fatigue+cracks+in+metals.">The growth behavior of microstructurally small fatigue cracks in metals.</a> Short Fatigue Cracks, ESIS 13. , 85-89 (1992).</li><li>Tokaji, K., Ogawa, T., Harada, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+on+limitation+of+linear+elastic+fracture+mechanics+for+small+fatigue+crack+growth.">Evaluation on limitation of linear elastic fracture mechanics for small fatigue crack growth.</a> Fatigue &amp; Fracture of Engineering Materials &amp; Structures. 10, 281-289 (1987).</li><li>Tokaji, K., Ogawa, T., Miller, K. J., de los Rios, E. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+growth+behavior+of+microstructurally+small+fatigue+cracks+in+metals.">The growth behavior of microstructurally small fatigue cracks in metals.</a> Short Fatigue Cracks, ESIS 13. , 85-89 (1992).</li><li>McClintock, F. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+plasticity+of+the+growth+of+fatigue+cracks.">On the plasticity of the growth of fatigue cracks.</a> Fracture of Solids. 20, 65-102 (1963).</li><li>Doquet, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micromechanical+simulations+of+microstructure-sensitive+stage+I+fatigue+crack+growth.">Micromechanical simulations of microstructure-sensitive stage I fatigue crack growth.</a> Fatigue &amp; Fracture Engineering Materials &amp; Structures. 22, 215-223 (1998).</li><li>Ohr, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+electron+microscope+study+of+crack+tip+deformation+and+its+impact+on+the+dislocation+theory+of+fracture.">An electron microscope study of crack tip deformation and its impact on the dislocation theory of fracture.</a> Materials Science and Engineering. 72, 1-35 (1985).</li><li>Bjerk&#233;n, C., Melin, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+low-angle+grain+boundaries+on+short+fatigue+crack+growth+studied+by+a+discrete+dislocation+method.">Influence of low-angle grain boundaries on short fatigue crack growth studied by a discrete dislocation method.</a> , (2008).</li><li>Bjerk&#233;n, C., Melin, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Growth+of+a+short+fatigue+crack+-+long+term+simulation+using+a+dislocation+technique.">Growth of a short fatigue crack - long term simulation using a dislocation technique.</a> International Journal of Solids and Structures. 46, 1196-1204 (2009).</li><li>Shen, Z., Wagoner, R. H., Clark, W. A. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dislocation+and+grain+boundary+interactions+in+metals.">Dislocation and grain boundary interactions in metals.</a> Acta Metallurgica. 36, 3231-3242 (1988).</li><li>Hansson, P., Melin, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Grain+boundary+influence+on+short+fatigue+crack+growth+rate.">Grain boundary influence on short fatigue crack growth rate.</a> International Journal of Fracture. 165, 199-210 (2010).</li><li>Carroll, J. D., Abuzaid, W., Lambros, J., Sehitoglu, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+resolution+digital+image+correlation+measurements+of+strain+accumulation+in+fatigue+crack+growth.">High resolution digital image correlation measurements of strain accumulation in fatigue crack growth.</a> International Journal of Fatigue. 57, 140-150 (2013).</li><li>Peralta, P., Choi, S. H., Gee, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+quantification+of+the+plastic+blunting+process+for+stage+II+fatigue+crack+growth+in+one-phase+metallic+materials.">Experimental quantification of the plastic blunting process for stage II fatigue crack growth in one-phase metallic materials.</a> International Journal of Plasticity. 23, 1763-1795 (2007).</li><li>Zhang, N., Tong, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+experimental+study+on+grain+deformation+and+interactions+in+an+Al-0.5%Mg+multicrystal.">An experimental study on grain deformation and interactions in an Al-0.5%Mg multicrystal.</a> International Journal of Plasticity. 20, 523-542 (2004).</li><li>Bartali, A. E., Aubin, V., Degallaix, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+observation+and+measurement+techniques+to+study+the+fatigue+damage+micromechanisms+in+a+duplex+stainless+steel.">Surface observation and measurement techniques to study the fatigue damage micromechanisms in a duplex stainless steel.</a> International Journal of Fatigue. 31, 2049-2055 (2009).</li><li>Malitckii, E., Remes, H., Lehto, P., Yagodzinskyy, Y., Bossuyt, S., H&#228;nninen, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Strain+accumulation+during+microstructurally+small+fatigue+crack+propagation+in+bcc+Fe-Cr+ferritic+stainless+steel.">Strain accumulation during microstructurally small fatigue crack propagation in bcc Fe-Cr ferritic stainless steel.</a> Acta Materialia. 144, 51-59 (2018).</li><li>Malitckii, E., Yagodzinskyy, Y., Lehto, P., Remes, H., Romu, J., H&#228;nninen, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrogen+effects+on+mechanical+properties+of+18%Cr+ferritic+stainless+steel.">Hydrogen effects on mechanical properties of 18%Cr ferritic stainless steel.</a> Material Science and Engineering A. 700, 331-337 (2017).</li><li>Bossuyt, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimized+patterns+for+digital+image+correlation.">Optimized patterns for digital image correlation.</a> Proceedings of the 2012 Annual Conference on Experimental and Applied Mechanics, Imaging Methods for Novel Materials and Challenging Applications. 3, 239-248 (2013).</li><li>Coren, F., Palestini, C., Lehto, M., Bossuyt, S., Kiviluoma, P., Korhonen, A., Kuosmanen, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microcontact+printing+on+metallic+surfaces+for+optical+deformation+measurements.">Microcontact printing on metallic surfaces for optical deformation measurements.</a> Proceedings of the Estonian Academy of Sciences. 66, 184-188 (2017).</li></ol>

Forfatterne har ingen konkurrerende finansielle interesser til at videregive.

En roman på levestedet målemetode er indført for at måle den kumulative deformation felt på korn mikro-skala niveau. For at godtgøre tilgang kvalificeret, er microstructurally lille træthed knæk formering adfærd undersøgt i ferritisk rustfrit stål med 18% chrom. De studerede stål blev leveret i form af varm valset plade med en tykkelse på 3 mm (Se Tabel af materialer) og gennemsnitlig kornstørrelse på ca. 17 µm21.
En vellykket måling kræver, at en indledende træthed knæk fremstilles på notch spidsen af prøver til yderligere udbredelse opførsel analyse. For at studere en microstructurally lille revne, skal længden af den oprindelige knæk være betydeligt mindre end kornstørrelse af de undersøgte stål. Træthed test er fortrængning kontrolleret for at forhindre knæk vækst efter træthed knæk indledning. Det konstateredes, at træthed knæk indledning tid falder betydeligt med fald i stress forholdet (R). Således kun 10.000 cyklusser var nødvendige for træthed knæk indledning i modellerne afprøvet med R-ratio-0.16, mens med Rratio 0,1, træthed knæk indlede ikke selv efter 100.000 cyklusser. Brugen af belastning forholdet R =-0.16 giver mulighed for at øge stress intervallet 315 MPa til 350 MPa, har stadig mindre maksimale stress for pre revner end faktiske træthed test.
Intermitterende lille træthed knæk vækst er normalt forbundet med mikrostruktur. Navnlig er korn grænser betragtet som mikrostrukturanalyse funktioner ansvarlig for små knæk vækst retardering4,5,6,7,8,9 , 10 , 11 , 12. dislokation formulering i elementet grænse af Hansson et al.13 viser, at lav-vinkel korn grænser liggende i vejen for knæk stien kan resultere i en stigning eller et fald i knæk væksten; high-angle korn grænser påvirker imidlertid ikke knæk vækstraten. De fysiske årsager til unormal knæk vækst adfærd er ikke kendt. For at afsløre de mikrostrukturanalyse funktioner forårsager små knæk retardering, blev en mikrostrukturanalyse karakterisering udført før træthed afprøvning af modellen. Polering fremgangsmåden i trin 1 er afgørende for pålidelig mikrostrukturanalyse analyse ved hjælp af EBSD. I trin 3, lige før EBSD analyse, er rengøring af modellen i ethanol kun tilladt, da acetone vapor er farlige for EBSD detektor.
For at afsløre deformation processer inden for enkelte korn, skal størrelsen af speckle mønster være betydeligt mindre end kornstørrelse af de undersøgte stål. Siden den gennemsnitlige kornstørrelse af stål efter udglødning er omkring 350 µm, blev den karakteristiske størrelse af speckle mønster kræves for DIC beregning valgt til at være ca 10 µm22,12. Speckle mønster størrelse skal være mindst 10 gange mindre end kornstørrelse af de undersøgte stål til korrekt gennemførelse af trin 5. Overfladen af modellen er dekoreret med en speckle mønster ved hjælp af et silikone stempel. Vi bruger en skræddersyet pneumatisk værktøj (Se figur 6) for hurtig og præcis betjening af stempel.
Lille træthed knæk formering adfærd er undersøgt under belastning-kontrollerede træthed afprøvning af pre-revnet enhederne ved hjælp af R-forholdet mellem 0,1 (σmin = 35 MPa, σmax = 350 MPa) og hyppigheden af 10 Hz. træthed test følger sammen med digital billed korrelation (DIC) måling. Området af interesse overvåges ved hjælp af et optisk mikroskop, 16 x præcision Zoom linse, med en opløsning på 2 µm/pixel. Billeder er taget til fange under midlertidig (10 s) stopper af træthed test i intervaller på 500 cyklusser. Under image erhvervelse holdes lastning konstant, med en gennemsnitlig stress ca 210 MPA, for at have lige belastningstilstande for alle billeder, stabilisere plastisk deformation, og undgå træthed knæk lukning og omfattende krybe ledsaget med min og Maks for at indlæse kraft, henholdsvis. Nyhed af metoden bygger på høj opløsning på levestedet DIC billede optagelse gør det muligt for at afsløre små deformation zoner danner under små træthed knæk vækst. Eksperimentet succes afhænger af en korrekt gennemførelse af proceduren forud sprængning, udvælgelse af image capture interval og forstørrelse at forhindre udviskning af små features såsom observerede shear stamme lokalisering zoner. Således korrekt udvælgelse af kameraets opløsning, optisk forstørrelse og speckle mønster størrelse som beskrevet i trin 5 i protokollen kan være afgørende for undersøgelse af stamme lokalisering fænomener. Men morfologi af shear stamme lokalisering zoner er stadig uklart og behov for yderligere forbedringer af speckle mønster og opløsning af billedet kontrolapparat.
Den metodiske tilgang, der er beskrevet i denne hvidbog er velegnet til knæk vækst analyse af små træthed revner i grovkornede materialer. En kombination af knæk vækst sats måling og stamme-felt analyse på sub korn niveau bidrager til at afsløre den mekanisme, der er ansvarlige for unormal vækst af de små træthed revner18, ud over almindeligt observerede korn-grænse effekter på SFCs. dybere forståelse af træthed fraktur mekanismer muliggør udvikling af nye teoretiske tilgange og således giver mulighed for design af lysere og mere energi effektive strukturer i fremtiden.

Ny letvægts løsninger er forpligtet til at forbedre energieffektiviteten i køretøjer såsom skibe. Vægttab af store stålkonstruktioner er muligt ved hjælp af avancerede stål materialer. Den effektive udnyttelse af nyt materiale og den lette løsning kræver høj produktionskvalitet og robust design metoder1,2. En robust design metode betyder strukturel analyse under realistiske lastning betingelser, såsom bølge-induceret lastning i forbindelse med et krydstogtskib, samt respons beregninger til at definere deformation og understreger. Tilladte stress-niveau er defineret baseret på styrken af kritiske strukturelle detaljer. I tilfælde af store strukturer er disse typisk svejsede samlinger med en inhomogene mikrostruktur. En af de centrale design udfordringer for nye lette løsninger er træthed på grund af dens kumulative og lokaliserede karakter, ofte finder sted på svejse hak. For høj produktionskvalitet, træthed adfærd er domineret af små træthed knæk (SFC) vækst siden fremstilling induceret defekter er meget lille1,3. Således, den grundlæggende forståelse af små træthed knæk vækst i metalliske materialer er afgørende for bæredygtig udnyttelse af nye stål i højtydende strukturer.
Effektiv modellering af sådan en kompliceret proces som træthed knæk formering i polykrystallinske metalliske materialer er umuligt uden en klar forståelse af de fysiske processer ledsager træthed fraktur mekanisme. En betydelig indsats fra Fællesskabets forskning har været fokuseret på at undersøge træthed knæk formering ved hjælp af visuel observation og statistisk analyse. Lille træthed knæk vækst adfærd har hidtil hovedsageligt blevet undersøgt af teoretiske metoder på grund af begrænsninger af eksperimentelle teknikker. Unormal træthed knæk vækst sats retardering for SFCs er normalt forbundet med korn grænser (GB)4,5,6,7,8,9. Dog, årsagerne til anormale SFC vækst er stadig under drøftelse. Resultaterne af teoretisk modellering ved hjælp af en diskret dislokation metode viser dannelsen af en dislokation væggen, eller en kort lav-vinkel korn grænse skyldes forskydninger udsendes fra træthed knæk spidsen påvirker træthed knæk vækstrate10 ,11,12,13. Indtil for nylig har der været en udfordring i nøjagtig eksperimentel analyse af små træthed knæk vækst adfærd. Eksperimentelle observationer er nødvendige for udviklingen af fysiske principper baseret beregningsmæssige modeller.
Analyse af cykliske materielle deformation adfærd på mikro-skalaen er det ønskeligt at have fuld-felt deformation målinger, der kan udføres på stedet under cyklisk belastning ved hjælp af standard mekaniske test udstyr, med rumlige opløsning mindst en størrelsesorden under karakteristiske længde omfanget af mikrostrukturen. For at forstå variationerne i træthed knæk vækstrate, er målte stamme felter ofte knyttet til elektron backscatter diffraktion (EBSD) målinger af materielle mikrostruktur. Carrol et al.14 giver en kvantitativ, full-field ex situ måling af plast stamme nær en voksende lang træthed knæk i en nikkel-baseret super legering, viser dannelsen af asymmetriske lapper i plast kølvandet på formeringsmaterialets træthed knæk. Ved højere forstørrelse, elektronmikroskopi digital billed korrelation (DIC) afslørede stamme inhomogeneities tilknyttet stamme lokalisering på slip bands, med twin og korn grænser påvirker træthed knæk vækst adfærd. Men den brugte ex situ måling tilgang er ikke købedygtig fange feltet stamme under træthed knæk formering. En eksperimentel undersøgelse af plast forfladige under lange træthed knæk formering var udført af Peralta15 ved hjælp af in situ DIC for kommercielle renhed Ni (99,6%). Resultaterne viste, at ophobningen af plastisk deformation var domineret af shear langs slip bands, der udvidede foran knæk og var tilbøjelige til knæk vækst retning. Den observerede stamme lokalisering på slip bands er sandsynligvis forårsaget af overbelastning, da lav stress faktor intensitetsværdierne resultere i en blandet karakter af deformation (vrid og normal stamme)14,15. En heterogen stamme felt distributionen i den sub korn er blevet observeret for grove kornet aluminiumslegering16 og duplex stål17, hvor aktiveringen af dislokation slip systemer var forbundet med Schmids lov16 ,17.
En nylig undersøgelse udført af Malitckii18 manifesterer, at anomale SFC vækst adfærd styres af stamme inhomogeneities relateret til korn struktur eller navnlig ved ophobning af shear stamme lokalisering zoner foran revnen. Med høj kvalitet mikro-skala mønstre og korn større end 100 µm aktiveret Optisk mikroskopi DIC in situ sub korn deformation målinger for første gang. Dog i Malitckii18, blev roman metoden anvendt til foranstaltning plastik stamme felt in situ over hundreder af tusinder af belastningscykler ikke fremlagt eller drøftet i detaljer. Formålet med dette dokument er derfor, at indføre denne nye eksperimentelle metode til at studere små træthed knæk vækst adfærd i polykrystallinske materialer i høj cyklus regime. Nyhed af metoden består af in situ fuld-feltstammen måling ved hjælp af et entydigt mønster teknik, ud over knæk vækst sats måling. Fordi denne metode bruger optisk billed sensor giver fanger tusindvis af billeder under træthed test. Elektron backscatter diffraktion (EBSD) bruges til mikrostrukturanalyse karakterisering og kombineret med DIC målinger til at afsløre virkningen af korn grænser på små træthed knæk vækst retardering18. Metoden anvendes til måling af små træthed knæk formering i bcc 18% Cr ferritisk stål18 simulerer adfærd af stålkonstruktioner for store strukturelle applikationer. I dette papir, vi forklare de vigtigste skridt af målingen og give en sammenfattende diskussion af de vigtigste konklusion.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:646px;" width="647">
	<tbody>
		<tr height="19">
			<td height="19" style="height:19px;width:223px;">Acetone</td>
			<td style="width:100px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:137px;">STBH7695</td>
			<td style="width:186px;">Acetone pyrity &#8805; 99.5 %</td>
		</tr>
		<tr height="55">
			<td height="55" style="height:55px;width:223px;">Argon gas</td>
			<td style="width:100px;">Oy AGA Ab, Industrial Gases (Finland)</td>
			<td style="width:137px;">UN 1006</td>
			<td style="width:186px;">Gas purity &#8805; 99.9999 %</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:223px;">Chamber furnace</td>
			<td style="width:100px;">Lenton</td>
			<td style="width:137px;">4934</td>
			<td style="width:186px;">heat range 20-1200 oC</td>
		</tr>
		<tr height="55">
			<td height="55" style="height:55px;width:223px;">Commercial software DaVis 8</td>
			<td style="width:100px;">LaVision Inc.</td>
			<td style="width:137px;"></td>
			<td style="width:186px;">Commercial software used for crack growth rate and strain field analysis</td>
		</tr>
		<tr height="37">
			<td height="37" style="height:37px;width:223px;">Custom-made pneumatic stamping tool</td>
			<td style="width:100px;">Aalto University</td>
			<td style="width:137px;"></td>
			<td style="width:186px;">Made in Aalto University</td>
		</tr>
		<tr height="37">
			<td height="37" style="height:37px;width:223px;">Diamond paste</td>
			<td style="width:100px;">Struers Inc.</td>
			<td style="width:137px;">DP-Mol. 3 &#181;m, DP-Nap. 1 &#181;m,</td>
			<td style="width:186px;">Paste for polishing</td>
		</tr>
		<tr height="37">
			<td height="37" style="height:37px;width:223px;">Emery paper</td>
			<td style="width:100px;">Struers Inc.</td>
			<td style="width:137px;">FEPA P #800, FEPA P #1200, FEPA P #2500</td>
			<td style="width:186px;">Paper for grinding</td>
		</tr>
		<tr height="19">
			<td height="19" style="height:19px;width:223px;">Ethanol</td>
			<td style="width:100px;">Altia Industrial</td>
			<td style="width:137px;">ETAX Ba</td>
			<td style="width:186px;">Ethanol pyrity &#8805; 99.5 %</td>
		</tr>
		<tr height="37">
			<td height="37" style="height:37px;width:223px;">FEG-SEM scanning electron microscope</td>
			<td style="width:100px;">ZEISS</td>
			<td style="width:137px;">ULTRA 55</td>
			<td style="width:186px;">EBSD analysis</td>
		</tr>
		<tr height="55">
			<td height="55" style="height:55px;width:223px;">Ferritic stainless steel</td>
			<td style="width:100px;">Outokumpu Stainless Oyj (Finland)</td>
			<td style="width:137px;">Core 441/4509 (ASTM UNS S43940)</td>
			<td style="width:186px;">3 mm rolled plate</td>
		</tr>
		<tr height="37">
			<td height="37" style="height:37px;width:223px;">For Vacuum pump</td>
			<td style="width:100px;">Leybold-Heraeus</td>
			<td style="width:137px;">D4B/WS</td>
			<td style="width:186px;"></td>
		</tr>
		<tr height="19">
			<td height="19" style="height:19px;width:223px;">Grinding machine</td>
			<td style="width:100px;">Struers Inc.</td>
			<td style="width:137px;">LaboPol-21</td>
			<td style="width:186px;">Hand grinding</td>
		</tr>
		<tr height="37">
			<td height="37" style="height:37px;width:223px;">MasterMet 2 Non-Crystallizing Colloidal Silica Polishing Suspension</td>
			<td style="width:100px;">Buehler Inc.</td>
			<td style="width:137px;">40-6380-064</td>
			<td style="width:186px;">0.02 &#181;m colloidal silica&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="37">
			<td height="37" style="height:37px;width:223px;">MatLab software</td>
			<td style="width:100px;">MathWorks Inc.</td>
			<td style="width:137px;"></td>
			<td style="width:186px;">MatLab software used as a platform for MTEX toolbox</td>
		</tr>
		<tr height="55">
			<td height="55" style="height:55px;width:223px;">Milling machine</td>
			<td style="width:100px;">&#1047;&#1060;&#1057; Stankoimport (Moscow, USSR)</td>
			<td style="width:137px;">6P82&#1064; #22</td>
			<td style="width:186px;">Aalto University machining services</td>
		</tr>
		<tr height="19">
			<td height="19" style="height:19px;width:223px;">Micro Vickers hardness tester</td>
			<td style="width:100px;">Buehler Inc.</td>
			<td style="width:137px;">1600-6400</td>
			<td style="width:186px;"></td>
		</tr>
		<tr height="74">
			<td height="74" style="height:74px;width:223px;">MTEX software</td>
			<td style="width:100px;">Open source</td>
			<td style="width:137px;"></td>
			<td style="width:186px;">Open source toolbox based on MatLab for analysis of the EBSD data (http://mtex-toolbox.github.io/)</td>
		</tr>
		<tr height="37">
			<td height="37" style="height:37px;width:223px;">Optical microscope</td>
			<td style="width:100px;">Nikon Corporation</td>
			<td style="width:137px;">EPIPHOT 200</td>
			<td style="width:186px;"></td>
		</tr>
		<tr height="19">
			<td height="19" style="height:19px;width:223px;">Polishing machine</td>
			<td style="width:100px;">Struers Inc.</td>
			<td style="width:137px;">LaboPol-5</td>
			<td style="width:186px;">Hand polishing</td>
		</tr>
		<tr height="37">
			<td height="37" style="height:37px;width:223px;">Servo hydraulic machine</td>
			<td style="width:100px;">MTS system corporation</td>
			<td style="width:137px;">858 Table Top System</td>
			<td style="width:186px;"></td>
		</tr>
		<tr height="37">
			<td height="37" style="height:37px;width:223px;">Turbomolecular pump</td>
			<td style="width:100px;">Leybold-Heraeus</td>
			<td style="width:137px;">Turbovac 50</td>
			<td style="width:186px;"></td>
		</tr>
		<tr height="19">
			<td height="19" style="height:19px;width:223px;">Vibratory polisher</td>
			<td style="width:100px;">Buehler Inc.</td>
			<td style="width:137px;">VibroMet 2</td>
			<td style="width:186px;">Automatic polishing</td>
		</tr>
		<tr height="19">
			<td height="19" style="height:19px;width:223px;">Wire-cut EDM</td>
			<td style="width:100px;">TamSpark Oy</td>
			<td style="width:137px;">Charmilles robofil 400</td>
			<td style="width:186px;">wire diameter 0.15 mm</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

full-field strain measurements for microstructurally small fatigue crack propagation using digital image correlation method

En roman målemetode anvendes til at afsløre den kumulative deformation felt på sub korn plan og studere mikrostruktur indflydelse på væksten i microstructurally lille træthed revner. Den foreslåede stamme felt analyse metode er baseret på brugen af en unik pattering teknik med en karakteristisk speckle størrelse af ca 10 µm. Den udviklede metode anvendes til at studere små træthed knæk adfærd i kroppen centreret cubic (bcc) Fe-Cr ferritisk rustfrit stål med en relativt stor kornstørrelse tillader en høj fysisk målenøjagtighed på niveauet sub korn. Denne metode giver mulighed for måling af små træthed knæk vækst retardering begivenheder og tilknyttede intermitterende shear stamme lokalisering zoner foran knæk spidsen. Derudover kan det være korreleret med korn orientering og størrelse. Således, den udviklede metode kan give en dybere grundlæggende forståelse af de små træthed knæk vækst adfærd, udvikling af robuste teoretiske modeller for små træthed knæk formering i polykrystallinske materiale .

Efter den foreslåede metode, kan vi analysere feltet sub korn deformation akkumulere under små træthed knæk formering under cyklisk belastning. Karakterisering er udført på sub korn plan viser lille funktioner af den materielle opførsel under træthed lastning selv inden for en enkelt korn. Især blev dannelsen af shear stamme lokalisering felter observeret som vist i figur 4. En række tests blev udført for at kontrollere observerede fænomener.
Feltet deformation er let kombineres med korn grænse billede for en omfattende beskrivelse af de funktioner, der er ansvarlige for den unormale vækst opførsel af lille træthed revner (Se figur 5). Kumulativ analyse af deformation felt, mikrostruktur, knæk vækstrate og knæk stien afslører en afhængighed mellem de små knæk sats væksthæmning og ophobning af shear stamme lokalisering zone18, som vist i videoen.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59134/59134fig1.jpg"> Figur 1 : Skematisk oversigt over træthed test eksemplar af den undersøgte ferritisk rustfrit stål (dimensioner er i mm). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59134/59134fig1large.jpg" target="_blank">Venligst klik her for at se en større version af dette tal.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59134/59134fig2.jpg"> Figur 2 : SEM billede af ferritisk stål modellen indskåret området (a) og dens inverse pole figur (IPF) kort med IPF nøglen i indsatser (b) side flade. Tilpasningen af DIC stamme felt og EBSD billede blev udført med hjælp af Vickers microindentations vist af stiplede cirkler (a). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59134/59134fig2large.jpg" target="_blank">Venligst klik her for at se en større version af dette tal.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59134/59134fig3.jpg"> Figur 3. Optisk mikroskopi af prøven side overflade dekoreret med et mønster.
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59134/59134fig4.jpg"> Figur 4 . Intermitterende ophobning af shear stamme lokalisering zoner under små træthed knæk vækst. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59134/59134fig4large.jpg" target="_blank">Venligst klik her for at se en større version af dette tal.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59134/59134fig5.jpg"> Figur 5 . To eksempler (en og b) af den kombinerede opfattelse af shear stamme felt og mikrostruktur af det undersøgte stål testet i træthed. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59134/59134fig5large.jpg" target="_blank">Venligst klik her for at se en større version af dette tal.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59134/59134fig6.jpg"> Figur 6 . Skræddersyede pneumatisk maskine til mønster dekoration af modellerne. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59134/59134fig6large.jpg" target="_blank">Venligst klik her for at se en større version af dette tal.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Full-field Strain Measurements for Microstructurally Small Fatigue Crack Propagation Using Digital Image Correlation Method at JoVE.com

Full-field Strain Measurements for Microstructurally Small Fatigue Crack Propagation Using Digital Image Correlation Method

Microstructurally lille træthed knæk vækst adfærd undersøges ved hjælp af en roman metodiske tilgang kombinerer knæk vækst sats måling og stamme-felt analyse til at afsløre den kumulative deformation felt på sub korn plan.

Fuld-feltstammen målinger for Microstructurally lille træthed knæk formering ved hjælp af Digital billed korrelation metode

A novel measurement approach is used to reveal the cumulative deformation field at a sub-grain level and to study the influence of microstructure on the ...

Full-field stamme målinger for mikro-strukturelt lille træthed knæk formering ved hjælp af Digital Image Korrelation metode. Nye letvægtsløsninger er nødvendige for at forbedre energieffektiviteten af køretøjer såsom skibe, vægtreduktion af store stålkonstruktioner, er muligt ved hjælp af avancerede stålmaterialer. Den effektive udnyttelse kræver høj produktionskvalitet og robuste designmetoder, robuste designmetoder betyder strukturel analyse under realistiske belastningsforhold, såsom under bølgeinduceret lastning i tilfælde af et krydstogtskib, strukturel styrkeanalyse af strukturer omfatter responsberegninger for at definere deformation og belastninger, det tilladte stressniveau defineres ud fra styrken af kritiske strukturelle detaljer , i tilfælde af store strukturer er det typisk svejsede samlinger inden for homogen mikro-struktur, en af de vigtigste design udfordringer er træthed på grund af sin kumulative og lokaliserede karakter, for eksempel på svejsningen hak, for høj fremstillingskvalitet det vigtigste spørgsmål er lille træthed knæk indledning og formering, da knæk som fabrikationsfejl er forsømt.Denne forskning studerer lille træthed knæk og introducerer en ny, eksperimentel tilgang, nyheden om den fremgangsmåde består af in-situ fuld felt stamme måling ved hjælp af unikke mønster teknik, kombineret med krumtap vækstrate måling på samme tid den mikro-strukturelle analyse afslører virkningen af forskydning stress koncentrationer og korn grænser på små træthed knæk retardering. Vi forklarer de vigtigste trin i måleproceduren og giver en sammenfattende drøftelse af de vigtigste resultater. Trin et, prøvepræparat og glødning stålpladen er udglødet i nitrogenatmosfære ved en temperatur på 1200 grader celsius i en time og slukkes i vand, glødningsproceduren resulterer i en stigning i den gennemsnitlige kornstørrelse af det undersøgte stål op til 349 mikrometer, uden udvidelsesdannelse af kromcarbidpartikler, skæres de hakkede prøver med tykkelse på en millimeter fra den undersøgte ferritisk ståls udglødningsplade ved hjælp af elektrisk udledningsbearbejdning , vises modellens skema her.Prøve overflader er poleret, efterbehandling med intet punkt intet to mikrometer kolloid silica vibrerende polering, der er nødvendig for elektron tilbage scatter diffraktion analyse. Trin to, træthed pre-revner, prøven er udsat for uniaxial cyklisk belastning og træthed frekvens 10 hertz, indledende revner med længde fra et mikrometer til 20 mikrometer er produceret på hak spidsen. Optisk overvågning af den første revnedannelse efter 10.000 cyklusser af cyklusbelastningen gentages prøvningen af cykluslastningen, hvis der ikke blev frembragt den første revne.Trin tre, mikro-strukturel karakterisering, vickers mikro-indrykning mærker bruges til at markere det område af interesse, mikro-struktur af stålet er undersøgt fra sidefladen af prøven i nærheden af hakket ved hjælp af elektron backscatter diffraktion analyse. Schmid faktor og korn grænse fejlorientering analyse udføres er vist her. Trin fire, dekoration med et mønster, rengør prøvefladen med ethanol, aflejrer tyndt lag blæk på glasoverfladen, tryk silikonestemplet ned med et mønster på glasset for at flytte et lag blæk til stemplets overflade, vi bruger et specialfremstillet pneumatiske værktøj til hurtig og præcis drift med stemplet, tryk silikonestemplet ned dækket med blækket på prøveoverfladen , skal du kontrollere den mest speckle mønster kvalitet ved hjælp af optisk mikroskopi, et eksempel på plettet mønster er vist her.Trin fem, træthed test med digitalt billede korrelation, køre træthed test og synkronisering med billedet optagelse system, træthed test fortsætter, mens knæk længde nærmer sig en kritisk værdi eller plast deformation begynder at dominere. Trin 6, resultatanalyse, de opnåede billeder analyseres ved hjælp af en kommerciel software til at udføre knæk vækstrate beregning og digitalt billede korrelation analyse, analyse af forskydningsbelastning deformation udføres for det undersøgte område, kumulativ analyse af de opnåede resultater, brug af vickers mikro-fordybning mærker til korrekt tilpasning af forskydningsstamme deformation felt med elektron backscatter diffraktion kortlægning data , korngrænser, kort over kornorientering. Repræsentative resultater, forskydning stamme felt akkumulering ved sub-korn størrelse under korte træthed knæk formering, kombinere opfattelse af forskydningen stamme felt akkumulering og mikro-struktur af det undersøgte stål, kombination af knæk vækstrate og forskydning stamme ophobning analyse giver en mulig mekanisme af den lille træthed knæk vækst, lille træthed knæk formerer sig fra den oprindelige revne produceret af pre-cracking procedure , forskydning stamme zone lokaliserer forud for knæk spidsen og størrelsen af forskydningen stamme zone vokser, mens revnen formerer sig mod lokalisering, når revne nærmer sig stamme lokalisering zone, revnen vækstrate falder betydeligt på grund af ændring af knæk formering mode, revnen vækstrate stiger kontinuerligt efter revnen krydser midten af stammen lokalisering zone , begynder knækvækstraten at falde igen, så snart den næste stamme lokaliseringszone er dannet foran knækspidsen.Konklusion, ny forskning giver dybere forståelse af små træthed knæk vækst adfærd, kombination af knæk vækstrate måling og stamme-felt analyse på sub-korn niveau hjælper med at afsløre den mekanisme, der er ansvarlig for unormal vækst af de små træthed revner, denne dybere forståelse af små træthed knæk vækst adfærd gør det muligt at udvikle nye teoretiske tilgange og dermed muliggøre udformningen af mere lettere og energieffektive strukturer i fremtiden.

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Mechanical Engineering

Engineering

Unit 1

Stress and Strain - Axial Loading

SCIENTISTS IN ACTION

Concurrent Quantitative Conductivity and Mechanical Properties Measurements of Organic Photovoltaic Materials using AFM

Samtidig Kvantitativ Ledningsevne og mekaniske egenskaber Målinger af organiske solceller materialer ved hjælp af AFM

Organic photovoltaic  (OPV) materials are inherently inhomogeneous at the nanometer scale. Nanoscale  inhomogeneity of OPV materials affects performance ...

Measuring Material Microstructure Under Flow Using 1-2 Plane Flow-Small Angle Neutron Scattering

Måling Materiale Mikrostruktur Under Flow Brug 1-2 Plane Flow-Small Angle neutronspredning

A new small-angle neutron scattering (SANS) sample environment optimized for studying the microstructure of complex fluids under simple shear flow is ...

Real-Time DC-dynamic Biasing Method for Switching Time Improvement in Severely Underdamped Fringing-field Electrostatic MEMS Actuators

Real-Time DC-dynamisk Prioritering Metode til Switching Time Forbedring Alvorligt Underdamped Fringing-felt Elektrostatiske MEMS aktuatorer

Mechanically underdamped electrostatic fringing-field MEMS actuators are well known for their fast switching operation in response to a unit step input ...

Micro/Nano-scale Strain Distribution Measurement from Sampling Moir&#233; Fringes

Micro/Nano-scale Strain Distribution Measurement from Sampling MoirÃƒÆ’Ã†'Ãƒâ€šÃ‚Â© Fringes

Mikro / Nano-skala Stamfordelingsmåling fra prøveudtagning Moiré Fringes

This work describes the measurement procedure and principles of a sampling moir&#233; technique for full-field micro/nano-scale deformation measurements. ...

Ultrasonic Fatigue Testing in the Tension-Compression Mode

Ultralyd træthed test i tilstanden spændinger-komprimering

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 ...

Uncoupling Coriolis Force and Rotating Buoyancy Effects on Full-Field Heat Transfer Properties of a Rotating Channel

Frakobling corioliskraften og roterende opdrift effekter på Full-Field varme overføre egenskaberne for en roterende kanal

An experimental method for exploring the heat transfer characteristics of an axially rotating channel is proposed. The governing flow parameters that ...

Carrier Lifetime Measurements in Semiconductors through the Microwave Photoconductivity Decay Method

Carrier levetid målinger i halvledere gennem metoden mikroovn Photoconductivity henfald

This work presents a protocol employing the microwave photoconductivity decay (&#956;-PCD) for measurement of the carrier lifetime in semiconductor ...

Intermediate Strain Rate Material Characterization with Digital Image Correlation

Mellemliggende stamme sats materielle karakterisering med Digital billed korrelation

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

Crack Monitoring in Resonance Fatigue Testing of Welded Specimens Using Digital Image Correlation

Crack overvågning i resonans træthed afprøvning af svejsede prøver ved hjælp af digital billed korrelation

A procedure using digital image correlation (DIC) to detect cracks on welded specimens during fatigue tests on resonance testing machines is presented. It ...

Calibration of Vector Network Analyzer for Measurements in Radio Frequency Propagation Channels

Kalibrering af Vector Network Analyzer for målinger i radiofrekvensformeringskanaler

In situ measurements of radio frequency (RF) spectrum activity provide insight into the physics of radio frequency wave propagation and validate existing ...