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 rustfritt stål ble levert av Outokumpu rustfrie Oyj. Forskning støttes ved akademiet i Finland prosjektet № 298762 og Aalto University School of Engineering og post-doc finansiering No 9155273 Aalto University School of Engineering. Video publikasjonen ble utført med støtte fra Mikko Raskinen fra Aalto Media fabrikk.

1. prøven forberedelse og avspenning
<ol><li>Mill den opprinnelige ferritisk rustfrie stål platene med en tykkelse på 3 mm (se Tabell of Materials) til platen med karakteristiske størrelsen på ca 200 mm x 15 x 1 mm.</li>
	<li>Plasser den produsert stålplate i kvarts røret og pumpe (se Tabell for materiale) den til trykket av ca 10-6 mbar.</li>
	<li>Argon gass (se Tabell for materiale) inn i kvarts røret til trykket når om 0.2 mbar.</li>
	<li>Forsegle kvarts røret til prøven inne ved oppvarming kvarts røret til smeltende temperatur19. FORSIKTIG: Tetting prosedyren er farlig. Bruk passende forholdsregler riktig vernebriller, etc.20.</li>
	<li>Anneal stålplate forseglet i kvarts røret med kammer ovnen (se tabell av materialer) ved temperatur på 1200 ° C i 1 time og quench i vann. Merk: Annealing prosedyren øker gjennomsnittlig korn størrelsen av studerte stål til 350 µm uten omfattende dannelsen av krom karbid partikler21. FORSIKTIG: Annealing prosedyren er farlig. Bruk forsiktighetsregler og følg instruksjonene i kammeret ovn manualen.</li>
	<li>Kuttet hakk prøver (med tykkelse på 1 mm) fra glødet plate av studerte ferritisk stål med elektrisk utladning maskinering (EDM, se Tabellen for materiale). Ordningen av prøven er vist i figur 1. FORSIKTIG: EDM kutte prosedyren er farlig. Bruk forsiktighetsregler og følg instruksjonene i EDM manualen.</li>
	<li>Grind og polsk prøveoverflaten.<ol>
<li>Grind prøven overflater med sliping maskin med emery papir (Table of Materials) til overflaten av prøven er ensartet.</li>
		<li>Polsk prøven overflater bruke polering maskinen med 3 µm og 1 µm diamant lim (se Tabell of Materials) til 10 min.</li>
		<li>Polsk prøveoverflaten med 0.02 µm kolloidal silika vibrerende polering (se tabell av materialer) ca 4 h; Dette er nødvendig for EBSD analyse.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. tretthet før sprengning
<ol><li>Eksperimentelt definere forskyvning kontrollert tretthet testparametrene.<ol>
<li>Justere den forskyvning grenser εmin og εmax servo hydraulisk maskinen (se Tabell for materiale) slik at σmin og σmax er i området rundt-50 MPa og 300 MPa, henholdsvis. FORSIKTIG: Servo hydraulisk maskinen er farlig. Bruk forsiktighetsregler og følg instruksjonene i servo hydraulisk verktøymaskiner manualen.</li>
		<li>Undersøke den første sprekkdannelse etter 2000, 5000 og 10 000 sykluser med optisk mikroskopi (se Tabell of Materials) til å definere det optimale antallet tretthet sykluser og unngå omfattende sprekk vekst.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Emne å forskyvning kontrollert uniaxial syklisk lasting for definert antall sykluser.</li>
	<li>Undersøke den første sprekkdannelse etter definert antall sykluser med optisk mikroskopi. Første sprekker med lengder opp til 20 µm produseres på hakk spissen.</li>
	<li>Øke antall tretthet lasting sykluser hvis det første sprekken ble aldri produsert.</li>
	<li>Erstatt prøven hvis første sprekk lengden overskrider 50 µm.</li>
</ol>3. microstructural karakteristikk
<ol><li>Rengjør pre-sprakk prøven.<ol>
<li>Rengjør pre-sprakk prøven med aceton for 20 min ved hjelp av ultralyd bad (se Tabell for materiale).</li>
		<li>Rengjør pre-sprakk prøven med etanol for 20 min ved hjelp av ultralyd bad (se Tabell for materiale).</li>
	</ol>
</li>
	<li>Merke det studerte området med Vickers microindentations som vist i figur 2a.<ol>
<li>Følg instruksjonene i Vickers microindentor (se Tabell of Materials) til å utføre microindentation merkene.</li>
		<li>Prøven inn mikro Vickers hardhet testeren (se Tabell for materiale).</li>
		<li>Angi innrykk styrken på 500 N.</li>
		<li>Justere stillingen for første Vickers innrykk merket på rundt 500 µm sidelengs fra hakk spissen. Forberede det andre innrykket på en annen side.</li>
		<li>Juster posisjon på tredje innrykk varemerket på rundt 500 µm sidelengs og 400 µm fra hakk spissen.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Analysere mikrostruktur av stål fra siden overflaten av prøven i hakket elektron backscatter Diffraksjon (EBSD) analyse (se Tabell for materiale).<ol>
<li>Følg bruksanvisningen for scanning elektron mikroskop utføre EBSD analyse.</li>
		<li>Angi forstørrelsen på 200 x.</li>
		<li>Juster plasseringen av prøven under EBSD detektor. Kontroller at hakk spissen og tre Vickers microindentation merker er innenfor rammen av den EBSD skanning (se figur 2b).</li>
		<li>Angi trinn størrelsen på EBSD skanning med 2 µm. skanning varighet er ca 1 time.</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. dekorasjon med et mønster
<ol><li>Rengjør prøveoverflaten med etanol (se Tabell for materiale) i 10 min bruker ultralydbad.</li>
	<li>Tørr prøven ved hjelp en fan.</li>
	<li>Rense et mikroskop lysbilde ved hjelp av en papir serviett dynket med etanol (se Tabell for materiale).</li>
	<li>Sette inn et tynt lag med blekk på glassoverflaten mikroskop lysbildet. En permanent markør gir jevnt lag av blekk på glassplaten for hånd.</li>
	<li>Trykk ned på silikon stempel med mønster på glassplaten overføre et lag med blekk til stempel overflaten.</li>
	<li>Trykk ned på silikon stempelet dekket med blekk på prøveoverflaten.</li>
	<li>Sjekk speckle mønster kvaliteten bruker optisk mikroskopi. Et eksempel på speckle mønsteret er vist i Figur 3. Se referanser22,23 for detaljer om mønster og microcontact utskrift.</li>
	<li>Kontroller at mønsterstørrelsen speckle er minst 10 ganger mindre enn korn av studert. Merk: Utføre trinn 2, 3 og 4 i tilstrekkelig tid til å unngå blekk tørking. Definere på tørketid eksperimentelt.</li>
</ol>5. tretthet testing med DIC
<ol><li>Angi prøven inn i servo hydraulisk maskinen (se tabell av materialer). FORSIKTIG: Servo hydraulisk maskinen er farlig. Bruk forsiktighetsregler og følg instruksjonene i servo hydraulisk verktøymaskiner manualen.</li>
	<li>Justere belastning-kontrollerte tretthet test parametere bruke R = 0,1 (σmin = 35 MPa, σMaks = 350 MPa) og teste frekvens på 10 Hz programmvre kontroll av tretthet maskinen.</li>
	<li>Definere en optisk mikroskop med 16 x presisjon zoomobjektiv (se Tabell for materiale) for optisk observasjon av prøven hakk området.</li>
	<li>Utstyre optisk mikroskopet med et digitalt kamera med oppløsning på 2048 piksler x 1,536 piksler.</li>
	<li>Justere forstørrelsen av optisk mikroskopet manuelt.<ol>
<li>Sikre at hele hakk område av prøven passer inn i bildeområdet på digitalkameraet.</li>
		<li>Kontroller at pikselstørrelsen er minst 5 ganger mindre enn mønsterstørrelsen.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Kjøre test tretthet og synkronisere med bildet opptak systemet.<ol>
<li>Fange opp bilder under midlertidig (10 s) stopper av tretthet testen i intervaller på 500 sykluser.</li>
		<li>Kontroller at belastningen holdes konstant med en gjennomsnittlig stress ca 210 MPA under bildeopptak.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Fortsett tretthet testing til sprekk lengden nærmer seg en kritisk verdi eller net-delen plastisitet begynner å dominere.</li>
</ol>6. resultater analyse
<ol><li>Bruke innhentet rå bilder for å utføre sprekk vekstrate (CGR) og DIC analyse ved hjelp av en kommersiell programvare (se Tabell for materiale).<ol>
<li>Bruk bruksanvisningen utføre CGR analyse. Merk at sprekk veksten rate analyse er mulig å utføre ved hjelp av kommersielle programvaren automatisk eller manuelt.</li>
		<li>Utføre CGR analysen manuelt med raw-bilde datasettet ved måling sprekk lengde intervallet etter hver 500 sykluser.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Analyser av skjær belastning deformasjon studerte området ved hjelp av kommersiell programvare.<ol>
<li>Bruk bruksanvisningen for å utføre skjær belastning deformasjon analyse.</li>
		<li>Sikre at korrelasjonen modus i serien tidsinnstillinger av programvaren er valgt å være "relativt til først".</li>
	</ol>
</li>
	<li>Utføre Schmid faktor og korn misorientation analyse av EBSD data ved hjelp av åpen kildekode MTEX verktøykassen (se Tabell for materiale). Merk: Detaljer om Schmid faktor og korn misorientation analyse finnes i brukerveiledningen MTEX verktøykassen24.</li>
	<li>Kumulative analysere resultatene innhentet. Merk: Kumulativ analysen er diskutert i Ref.18.<ol>
<li>Bruk Vickers microindentation-merker for å matche korn grensen kart, misorientation kart og Schmid faktor kart over skjær belastning deformasjon feltet18.</li>
		<li>Definere sammenhengen mellom CGR, belastning og mikrostruktur (misorientation og Schmid faktor kart)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 økonomiske interesser å avsløre.

En roman i situ måling tilnærming er innført for å måle feltet kumulative deformasjon på et korn mikro-lønnstrinn. For å demonstrere tilnærming evnen, er microstructurally liten fatigue sprekk forplantning virkemåten studert i ferritisk rustfritt stål med 18% krom. Studert stål ble gitt i form av varme rullet plate med en tykkelse på 3 mm (se Tabell for materiale) og gjennomsnittlig kornstørrelse om 17 µm21.
En vellykket måling krever at en innledende fatigue sprekk er produsert hakk på tuppen av prøver for ytterligere forplantning atferdsanalyse. For å studere en microstructurally liten sprekk, bør lengden på den første sprekken være betydelig mindre enn korn av studerte stål. Trøtthet testing er forskyvning kontrollert for å hindre sprekk vekst etter fatigue sprekk innvielsen. Det ble funnet at fatigue sprekk innvielsen tid reduseres betydelig med reduksjon av stress ratio (R). Dermed bare 10 000 sykluser var nødvendig for fatigue sprekk innvielse i prøvene testet med R-ratio-0.16, mens med Rratio 0.1, fatigue sprekk startet ikke selv etter 100 000 sykluser. Bruk av belastning forholdet R =-0.16 kan øke stress området fra 315 MPa til 350 MPa, har fortsatt mindre maksimal stress for før sprengning enn faktiske tretthet testing.
Intermitterende liten tretthet sprekk veksten er vanligvis forbundet med mikrostrukturen. Spesielt er kornet grenser vidt betraktet som microstructural har ansvar for liten sprekk vekst retardasjon4,5,6,7,8,9 , 10 , 11 , 12. forvridning utformingen i grensen elementet av Hansson et al.13 viser at lav vinkel kornet grenser ligger i veien for sprekk banen kan resultere i en økning og reduksjon av veksten sprekk; høy vinkel kornet grenser påvirker imidlertid ikke veksten sprekk. De fysiske årsakene til uregelrett sprekk vekst atferden er ikke kjent. For å avdekke de microstructural funksjonene forårsaker liten sprekk retardasjon, ble microstructural karakteristikk utført før tretthet testing av prøven. Polering fremgangsmåten som er beskrevet i trinn 1 er avgjørende for pålitelig microstructural analyse med EBSD. I trinn 3, like før EBSD analyse er rengjøring av prøven i etanol bare tillatt, siden aceton damp er farlig for EBSD detektor.
For å avdekke deformasjon prosesser i individuelle korn, må størrelsen på speckle mønsteret være betydelig mindre enn korn av studerte stål. Siden den gjennomsnittlige kornstørrelse av stål etter annealing er om 350 µm, ble karakteristiske størrelsen på speckle mønsteret kreves for DIC beregningen valgt til ca 10 µm22,12. Mønsterstørrelsen speckle må være minst 10 ganger mindre enn korn av studerte stål for riktig implementering av trinn 5. Overflaten av prøven er dekorert med en speckle mønster silikon stempel. Vi bruker en skreddersydd pneumatiske verktøyet (se figur 6) for rask og presis operasjon for preg.
Virkemåte for små fatigue sprekk overføring er studert under belastning-kontrollerte tretthet testing av de pre-sprakk bruker R-forholdet mellom 0,1 (σmin = 35 MPa, σMaks = 350 MPa) og hyppigheten av 10 Hz. tretthet testing følger sammen med digitalt bilde sammenheng (DIC) mål. Området rundt overvåkes ved hjelp av en optisk mikroskop, 16 x presisjon zoomobjektiv, med en oppløsning på 2 µm/bildepunkt. Bildene er tatt under midlertidig (10 s) stopper av tretthet testen i intervaller på 500 sykluser. Under bildeopptak holdes lasting konstant, med en gjennomsnittlig stress ca 210 MPA, for å ha lik lessing vilkårene for alle bilder, stabilisere plast deformasjon, og unngå tretthet sprekk nedleggelse og omfattende krype sammen med min og max lasting tvinge, henholdsvis. Nyheten av metoden er basert på høy oppløsning i situ DIC bildet opptak som kan avsløre lille deformasjon soner danner under liten fatigue sprekk vekst. Suksessen med forsøket, avhenger av riktig implementering av pre sprengning prosedyren, image capture intervall og forstørrelse å forhindre sløret av små funksjoner som observerte skjær belastning lokalisering soner. Dermed riktig valg av kamera oppløsning, optisk forstørrelsen og speckle mønsterstørrelsen som beskrevet i trinn 5 av protokollen kan være avgjørende for undersøkelse av belastning lokalisering fenomener. Men morfologi av sonene skjær belastning lokalisering er fortsatt uklart og trenger ytterligere forbedringer av speckle mønster og oppløsningen til opptaksutstyr.
Metodisk tilnærming beskrevet i denne hvitboken er egnet for sprekk vekst analyse av små tretthet sprekker i coarse-grained materialer. En kombinasjon av sprekk vekst måling og belastning-feltet analyse på de sub korn lettere å avsløre mekanismen som er ansvarlig for uregelrett veksten av små tretthet sprekker18, i tillegg til mye observert korn grensen effekter på SFCs. dypere forståelse av tretthet brudd mekanismer muliggjør utviklingen av nye teoretiske tilnærminger og dermed muliggjør utformingen av lettere og mer energi effektive strukturer i fremtiden.

Nye lette løsninger er pålagt å forbedre energieffektiviteten av kjøretøyer som skip. Vektreduksjon av store stålkonstruksjoner er mulig å bruke avanserte stål materialer. Effektiv utnyttelse av nytt materiale og lette løsningen krever høy produksjon kvalitet og robust utforming metoder1,2. En robust utforming-metoden betyr strukturelle analysen under realistiske lasting forhold, som bølge-indusert lasting ved et cruiseskip, samt svar beregninger til å definere deformasjon og stress. Tillatte stressnivået er definert basert på styrken av kritiske strukturelle detaljer. Ved store strukturer er dette vanligvis sveisede ledd med en ikke-homogen mikrostruktur. En av de sentrale design utfordringene for nye lette løsninger er tretthet den kumulative og lokalisert naturen ofte foregår i sveise hakk. For høy produksjon kvalitet, tretthet virkemåten er dominert av små fatigue sprekk (SFC) vekst siden produksjon indusert mangler er svært små1,3. Dermed er den grunnleggende forståelsen av små fatigue sprekk vekst i metalliske materialer avgjørende for bærekraftig bruk av nye stål i høytytende strukturer.
Effektiv modellering av slik komplisert prosess som tretthet sprekk forplantning i polycrystalline metalliske materialer er umulig uten en klar forståelse av de fysiske prosessene følger tretthet brudd mekanismen. En betydelig innsats fra forskningen fellesskapet har vært fokusert på gransker fatigue sprekk overføring ved hjelp av visuell observasjon og statistisk analyse. Så langt, har liten fatigue sprekk vekst atferd hovedsakelig blitt undersøkt av teoretiske metoder på grunn av begrensningene av eksperimentelle teknikker. Uregelrett fatigue sprekk vekst rate retardasjon for SFCs er vanligvis forbundet med korn grenser (GB)4,5,6,7,8,9. Årsakene til uregelrett SFC vekst er imidlertid fortsatt under diskusjon. Resultatene av teoretiske modellering bruke en diskret forvridning viser dannelsen av forvridning veggen eller en lav vinkel kortfibret grense skyldes dislokasjoner slippes ut fra fatigue sprekk spissen påvirker fatigue sprekk veksten10 ,11,12,13. Inntil nylig har det vært en utfordring i nøyaktige eksperimentelle analyse av små fatigue sprekk vekst. Eksperimentelle observasjoner er nødvendig for utvikling av fysiske prinsipper basert computational modeller.
For analyse av syklisk materiale deformasjon atferd på mikro-skala er det ønskelig å ha full-feltet deformasjon målinger som kan utføres i situ mens syklisk bruker standard mekanisk testutstyr, med romlig oppløsning minst en størrelsesorden under karakteristiske lengde omfanget av mikrostrukturen. For å forstå variasjoner i fatigue sprekk vekst, er målt belastning felt ofte knyttet til elektron backscatter Diffraksjon (EBSD) målinger av materielle mikrostruktur. Carrol et al.14 gir en kvantitativ, full-feltet ex situ måling av plast belastning nær en voksende lang fatigue sprekk i en Nikkelbaserte super legering, viser dannelsen av asymmetrisk lobes i plast kjølvannet av overfører fatigue sprekk. Ved høyere forstørrelse, elektronmikroskop digitalt bilde sammenheng (DIC) avslørte belastning inhomogeneities tilknyttet belastning lokalisering på slip-band med twin og kornet grenser påvirker tretthet sprekk vekst atferd. Imidlertid brukes ex situ måler adgang er ikke kjøpedyktig fange feltet belastning under fatigue sprekk forplantning. En eksperimentell studie av plast blunting under lange fatigue sprekk overføringen ble utført av Peralta15 bruker i situ DIC for kommersielle renhet Ni (99.6%). Resultatene viste at opphopning av plast deformasjon var dominert av Skjær langs slip bandene som utvidet foran sprekk og var tilbøyelig med hensyn til sprekk vekst retning. Den observerte belastning lokaliseringen på slip band er sannsynligvis forårsaket av overbelastning, siden lavt stress faktor intensitetsverdiene resultere i en blandet natur av deformasjon (skjær og normal belastning)14,15. En heterogen belastning feltet distribusjon på sub korn nivå har vært observert i grov kornet aluminiumslegering16 og duplex stål17, der aktiveringen av forvridning slip-systemer var assosiert med Schmids lov16 ,17.
En fersk studie utført av Malitckii18 manifesterer at uregelrett SFC vekst virkemåten kontrolleres av belastningen inhomogeneities knyttet til korn strukturen eller, spesielt av opphopning av skjær belastning lokalisering soner foran sprekken. Med høy kvalitet mikro-skala mønstre og korn større enn 100 µm aktivert optisk mikroskopi DIC i situ sub korn deformasjon målinger for første gang. Men i Malitckii18, var romanen metodikken brukt plast belastning feltet i situ over hundretusener av belastningen sykler ikke presentert eller diskutert i detalj. Derfor er målet med denne utredningen å innføre denne nye eksperimentelle tilnærmingen for å studere små fatigue sprekk vekst atferd i polycrystalline materialer i høy syklus regimet. Nyheten av tilnærmingen består av i situ full-feltet belastning måling ved hjelp av en unik mønster teknikk, i tillegg til sprekk vekst måling. Fordi denne metoden bruker optisk image sensor kan fange tusenvis av rammer under tretthet testen. Elektron backscatter Diffraksjon (EBSD) brukes for microstructural karakterisering, kombinert med DIC målinger for å vise virkningen av kornet grenser på små fatigue sprekk vekst retardasjon18. Tilnærmingen er brukt for måling av små fatigue sprekk forplantning i Blindkopi 18% Cr ferritisk rustfritt stål18 simulere virkemåten til det strukturelle stålet for store strukturelle programmer. I dette papiret, vi forklare de viktigste trinnene i måling prosedyren og gi et sammendrag diskusjon av viktigste funn.

<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 ny måling tilnærming brukes å avsløre feltet kumulative deformasjon på sub korn nivå og å studere påvirker mikrostruktur veksten av microstructurally liten tretthet sprekker. Foreslåtte belastning feltet analyse metodene er basert på bruk av en unik pattering teknikk karakteristiske speckle størrelse på ca 10 µm. Utviklet metodikk brukes studere små fatigue sprekk virkemåten kropp sentrert kubikkmeter (bcc) Fe-Cr ferritisk stål med en relativt stor kornstørrelse slik at en høy romlig måling nøyaktighet på sub korn nivå. Denne metoden lar måling av små fatigue sprekk vekst retardasjon hendelser og tilhørende intermitterende skjær belastning lokalisering soner foran sprekk spissen. I tillegg kan dette være korrelert med korn retning og størrelse. Derfor kan utviklet metodikk gi en dypere grunnleggende forståelse av det lite fatigue sprekk vekst opptreden, nødvendig for utvikling av robust teoretiske modeller for små fatigue sprekk forplantning i polycrystalline materialer .

Ved hjelp av foreslåtte metode, kan vi analysere sub korn deformasjon feltet samler under liten fatigue sprekk forplantning under syklisk lasting. Karakterisering utføres på sub korn nivå viser liten funksjoner av materialet under tretthet lasting selv innenfor en enkelt korn. Spesielt ble dannelsen av skjær belastning lokalisering felt observert som vist i Figur 4. En rekke tester ble utført for å bekrefte de observerte fenomenene.
Feltet deformasjon kombineres lett med korn grensen bildet for omfattende karakteristikk av funksjonene ansvarlig for uregelrett vekst virkemåten til små tretthet sprekker (se figur 5). Kumulative analyse av feltet deformasjon, mikrostruktur, sprekk vekst og sprekk banen avsløre en avhengighet mellom liten sprekk vekst rate retardasjon og akkumulering av skjær belastning lokalisering sonen18, som vist i videoen.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59134/59134fig1.jpg"> Figur 1 : Skjematisk visning av tretthet test prøven av studerte ferritisk rustfritt stål (dimensjoner er i mm). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59134/59134fig1large.jpg" target="_blank">Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59134/59134fig2.jpg"> Figur 2 : SEM bilde av siden overflaten av ferritisk rustfritt stål prøven i hakk området (a) og dens inverse pole figur (IPF) kart med IPF nøkkelen i rammemarg (b). Justeringen av DIC belastning feltet og EBSD bildet ble utført med hjelp av Vickers microindentations vises som stiplede sirkler (a). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59134/59134fig2large.jpg" target="_blank">Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59134/59134fig3.jpg"> Figur 3. Optisk mikroskopi av prøven siden overflaten dekorert med et mønster.
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59134/59134fig4.jpg"> Figur 4 . Intermitterende opphopning av sonene skjær belastning lokalisering i små fatigue sprekk vekst. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59134/59134fig4large.jpg" target="_blank">Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59134/59134fig5.jpg"> Figur 5 . To eksempler (en og b) i den kombinerte visningen til skjær belastning-feltet og mikrostruktur studerte stål testet bombekastere. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59134/59134fig5large.jpg" target="_blank">Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59134/59134fig6.jpg"> Figur 6 . Skreddersydd pneumatiske maskin for mønster dekorasjon av de. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59134/59134fig6large.jpg" target="_blank">Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.</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 liten fatigue sprekk vekst atferd er undersøkt ved hjelp av en ny metodisk tilnærming kombinere sprekk veksten rate måling og belastning-feltet analyse for å avsløre feltet kumulative deformasjon på sub korn nivå.

Full-feltet belastning mål for Microstructurally liten Fatigue sprekk overføring ved hjelp av digitalt bilde korrelasjon metoden

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 ...

Fullfelts belastningsmålinger for mikrostrukturelt liten tretthetssprekkforplantning ved hjelp av Digital Image Correlation-metoden. Nye lette løsninger er nødvendig for å forbedre energieffektiviteten til kjøretøy som skip, vektreduksjon av store stålkonstruksjoner, er mulig ved hjelp av avanserte stålmaterialer. Effektiv utnyttelse krever høy produksjonskvalitet og robuste designmetoder, robuste designmetoder betyr strukturell analyse under realistiske lasteforhold, for eksempel under bølgeindusert lasting i tilfelle av et cruiseskip, strukturell styrkeanalyse av strukturer inkluderer responsberegninger for å definere deformasjon og stress, det tillatte stressnivået er definert basert på styrken av kritiske strukturelle detaljer , i tilfelle av store strukturer er det vanligvis sveiset ledd i homogen mikrostruktur, en av de viktigste designutfordringene er tretthet på grunn av sin kumulative og lokaliserte natur, for eksempel på sveisehakket, for høy produksjonskvalitet er det viktigste problemet liten tretthetssprengning og forplantning, siden sprekk som produksjonsfeil forsømtes.Denne forskningen studerer liten tretthetssprekk og introduserer en ny, eksperimentell tilnærming, nyheten om tilnærmingen består av in-situ full feltbelastningsmåling ved hjelp av unik mønsterteknikk, kombinert med veivvekstmåling samtidig som den mikrostrukturelle analysen avslører virkningen av skjærstresskonsentrasjoner og korngrenser på små tretthetssprekker. Vi forklarer hovedtrinnene i måleprosedyren og gir en oppsummeringsdiskusjon av hovedfunnet. Trinn én, prøveforberedelse og gløde, stålplaten er glødet i nitrogenatmosfære ved en temperatur på 1200 grader celsius i en time og slukket i vann, glødeprosedyren resulterer i en økning av den gjennomsnittlige kornstørrelsen på det studerte stålet opptil 349 mikrometer, uten forlengelsesdannelse av kromkarbidpartikler, de hakkprøvene med tykkelse på en millimeter kuttes fra den glødede platen av det studerte pariseriske stålet ved hjelp av elektrisk utladningsmaskin , vises prøvens ordning her.Prøveflater er polert, etterbehandling med intetpunkt naught to mikrometer kolloidal silika vibrerende polering som er nødvendig for elektron tilbake scatter diffraksjon analyse. Trinn to, tretthet pre-cracking, prøven er utsatt for enaksial syklisk lasting og tretthet frekvens 10 hertz, innledende sprekker med lengde fra ett mikrometer til 20 mikrometer produseres på hakkspissen. Optisk overvåking av den første sprekkformasjonen etter 10 000 sykluser av sykluslasting, gjenta sykluslastingstestingen hvis første sprekk ikke ble produsert.Trinn tre, mikro-strukturell karakterisering, vickers mikro-innrykk merker brukes til å markere interesseområdet, mikro-struktur av stålet studeres fra sideflaten av prøven i nærheten av hakket ved hjelp av elektron backscatter diffraction analyse. Schmid faktor og korn grense misorientering analyse er vist her. Trinn fire, dekorasjon med et mønster, rengjør prøveoverflaten med etanol, deponer tynt lag med blekk på glassoverflaten, trykk ned silikonstempelet med et mønster på glasset for å flytte et lag med blekk til stempelets overflate, vi bruker et skreddersydd pneumatisk verktøy for rask og presis drift med stempelet, trykk ned silikonstempelet dekket med blekket på prøveoverflaten , kontroller den flekkede mønsterkvaliteten ved hjelp av optisk mikroskopi, et eksempel på det flekkete mønsteret vises her.Trinn fem, tretthetstesting med digital bildekorrelasjon, kjør tretthetstesting og synkronisering med bildeopptakssystemet, tretthetstestingen fortsetter mens sprekklengden nærmer seg en kritisk verdi eller plastdeformasjon begynner å dominere. Trinn 6, resultatanalyse, de oppnådde bildene analyseres ved hjelp av en kommersiell programvare for å utføre sprekkvekstberegningen og digital bildekorrelasjonsanalyse, analyse av skjærstammedeformasjonen utføres for det studerte området, kumulativ analyse av de oppnådde resultatene, bruk av vickers mikroinnrykksmerker for riktig justering av skjærbelastningsdeformasjonsfeltet med elektronryggscatter diffraksjonskartleggingsdata , korngrenser, kornorienteringskart. Representative resultater, skjær belastning felt akkumulering på sub-korn størrelse under kort tretthet sprekk forplantning, kombinere visning av skjær belastning feltet akkumulering og mikro-struktur av studert stål, kombinasjon av sprekk vekstrate og skjær belastning akkumulering analyse gi en mulig mekanisme for liten tretthet sprekk vekst, liten tretthet sprekk forplanter starter fra den første sprekk produsert av pre-cracking prosedyre , skjær belastning sone lokaliserer foran sprekk spissen og størrelsen på skjær belastning sonen vokser mens sprekken forplanter seg mot lokaliseringen, når sprekk nærmer seg belastning lokalisering sone, sprekk veksthastigheten minker betydelig på grunn av endring av sprekk forplantning modus, sprekk veksthastigheten øker kontinuerlig etter sprekken krysser midten av belastning lokalisering sone , sprekk vekst rate begynner å avta igjen så snart neste belastning lokalisering sone har dannet seg i forkant av sprekk tips.Konklusjon, ny forskning gir dypere forståelse av liten tretthet sprekk vekst atferd, kombinasjon av sprekk vekst rate måling og belastning-feltet analyse på sub-korn nivå bidrar til å avsløre mekanismen som er ansvarlig for uregelmessig vekst av de små tretthet sprekker, denne dypere forståelsen av liten tretthet sprekk vekst atferd gjør det mulig å utvikle nye teoretiske tilnærminger og dermed muliggjøre utformingen av mer 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 Konduktivitet og mekaniske egenskaper Målinger av organiske fotovoltaiske materialer ved hjelp 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 Material Microstructure Under Flow Bruke 1-2 Plane Flow-Small Angle Neutron Spredning

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 Biasing metoden for veksling Tid Bedring i Alvorlig Underdamped Fringing-feltet Elektro 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 prøvetaking 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 tretthet Testing i spenning-komprimering modus

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

Uncoupling forklaring og roterende oppdrift effekter på Full-feltet varme overføring egenskapene til 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

Transportør levetid målene på halvledere gjennom metoden mikrobølgeovn Photoconductivity forfall

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

Mellomliggende belastning Rate materiale karakterisering med Digital Image korrelasjon

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

Sprekk overvåking i resonans fatigue testing av sveiset prøver ved hjelp av digital image korrelasjon

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 av Vector Network Analyzer for målinger i radiofrekvensoverføringskanaler

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