Name: intermediate strain rate material characterization with digital image correlation
Uploaded: 2019-03-01T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Intermediate Strain Rate Material Characterization with Digital Image Correlation at JoVE.com

Los autores reconocen la gran ayuda de Dmitrii Klishch, Michel Delannoy, Tyler Musclow, Fraser Kirby, Joshua Ilse y Alex Naftel. También se aprecia el apoyo financiero por el Canadá de Consejo de investigación nacional (NRC) a través del programa de tecnología de materiales de seguridad (SMT).

1. PREPARACION
<ol><li>Preparar el hueso de perro en forma de muestras de resistencia a la tracción según el estándar ISO6 adelantado. Nota: Muestras similares son también usados4.</li>
	<li>Instalar medidores de tensión en la sección de la ficha (obligatoria para la medición de la carga) y en la sección de calibre (opcional para la medición de la tensión) de la muestra resistencia a la tracción.<ol>
<li>Seleccione el modelo correcto de la galga de tensión ...

<ol>
	<li>Xiao, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+tensile+testing+of+plastic+materials.">Dynamic tensile testing of plastic materials.</a> Polymer Testing. 27 (2), 164-178 (2008).</li><li>Nemat-Nasser, S., Isaacs, J. B., Starrett, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hopkinson+techniques+for+dynamic+recovery+experiments.">Hopkinson techniques for dynamic recovery experiments.</a> Proceedings of Royal Society of London A Mathematical Physical and Engineering Sciences. 435 (1894), 371-391 (1991).</li><li>Bruce, D., Matlock, D., Speer, J., De, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+the+strain-rate+dependent+tensile+properties+of+automotive+sheet+steels.">Assessment of the strain-rate dependent tensile properties of automotive sheet steels.</a> SAE World Congress. , (2004).</li><li>Rahmat, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+mechanical+characterization+of+aluminum:+analysis+of+strain-rate-dependent+behavior.">Dynamic mechanical characterization of aluminum: analysis of strain-rate-dependent behavior.</a> Mechanics Time-Dependent Materials. , (2018).</li><li>Gray, G., Blumenthal, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Split-Hopkinson pressure bar testing of soft materials. 8, 1093-1114 (2000).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> ISO 26203-2:2011; Metallic materials-Tensile testing at high strain rates-Part 2: Servo-hydraulic and other test systems. , 15 (2011).</li><li>Rahmat, M., Naftel, A., Ashrafi, B., Jakubinek, M. B., Martinez-Rubi, Y., Simard, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+Mechanical+Characterization+of+Boron+Nitride+Nanotube+-+Epoxy+Nanocomposites.">Dynamic Mechanical Characterization of Boron Nitride Nanotube - Epoxy Nanocomposites.</a> Polymer Composites. , (2018).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=SAE,+High+strain+rate+testing+of+polymers.">SAE, High strain rate testing of polymers.</a> SAE International. , 27 (2008).</li><li>Wang, Y., Xu, H., Erdman, D. L., Starbuck, M. J., Simunovic, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+high-strain+rate+mechanical+behavior+of+AZ31+magnesium+alloy+using+3D+digital+image+correlation.">Characterization of high-strain rate mechanical behavior of AZ31 magnesium alloy using 3D digital image correlation.</a> Advanced Engineering Materials. 13 (10), 943-948 (2011).</li><li>Mansilla, R. A., Garc&#237;a, D., Negro, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+tensile+testing+for+determining+the+stress-strain+curve+at+different+strain+rate.">Dynamic tensile testing for determining the stress-strain curve at different strain rate.</a> 6th International Conference on Mechanical and Physical Behaviour of Materials Under Dynamic Loading. 10 (9), 695-700 (2000).</li><li>Zhu, D., Mobasher, B., Rajan, S. D., Peralta, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+Dynamic+Tensile+Testing+Using+Aluminum+Alloy+6061-T6+at+Intermediate+Strain+Rates.">Characterization of Dynamic Tensile Testing Using Aluminum Alloy 6061-T6 at Intermediate Strain Rates.</a> Journal of Engineering Mechanics. 137 (10), 669-679 (2011).</li><li>Schossig, M., Bieroegel, C., Grellmann, W., Bardenheier, R., Mecklenburg, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+strain+rate+on+mechanical+properties+of+reinforced+polyolefins.">Effect of strain rate on mechanical properties of reinforced polyolefins.</a> 16th European Conference of Fracture. , 507-508 (2006).</li><li>Xia, Y., Zhu, J., Wang, K., Zhou, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+and+verification+of+a+strain+gauge-based+load+sensor+for+medium-speed+dynamic+tests+with+a+hydraulic+test+machine.">Design and verification of a strain gauge-based load sensor for medium-speed dynamic tests with a hydraulic test machine.</a> International Journal of Impact Engineering. 88, 139-152 (2016).</li><li>Yang, X., Hector, L. G., Wang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Combined+Theoretical/Experimental+Approach+for+Reducing+Ringing+Artifacts+in+Low+Dynamic+Testing+with+Servo-hydraulic+Load+Frames.">A Combined Theoretical/Experimental Approach for Reducing Ringing Artifacts in Low Dynamic Testing with Servo-hydraulic Load Frames.</a> Experimental Mechanics. 54 (5), 775-789 (2014).</li><li>Xia, Y., Zhu, J., Zhou, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Verification+of+a+multiple-machine+program+for+material+testing+from+quasi-static+to+high+strain-rate.">Verification of a multiple-machine program for material testing from quasi-static to high strain-rate.</a> International Journal of Impact Engineering. 86, 284-294 (2015).</li><li>Yan, B., Kuriyama, Y., Uenishi, A., Cornette, D., Borsutzki, M., Wong, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recommended+Practice+for+Dynamic+Testing+for+Sheet+Steels+-+Development+and+Round+Robin+Tests.">Recommended Practice for Dynamic Testing for Sheet Steels - Development and Round Robin Tests.</a> SAE International. , (2006).</li><li>Borsutzki, M., Cornette, D., Kuriyama, Y., Uenishi, A., Yan, B., Opbroek, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recommendations+for+Dynamic+Tensile+Testing+of+Sheet+Steels.">Recommendations for Dynamic Tensile Testing of Sheet Steels.</a> International Iron and Steel Institute. , (2005).</li><li>Rusinek, A., Cheriguene, R., B&#228;umer, A., Klepaczko, J. R., Larour, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+behaviour+of+high-strength+sheet+steel+in+dynamic+tension:+Experimental+and+numerical+analyses.">Dynamic behaviour of high-strength sheet steel in dynamic tension: Experimental and numerical analyses.</a> The Journal of Strain Analysis for Engineering Design. 43 (1), 37-53 (2008).</li><li>Diot, S., Guines, D., Gavrus, A., Ragneau, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Two-step+procedure+for+identification+of+metal+behavior+from+dynamic+compression+tests.">Two-step procedure for identification of metal behavior from dynamic compression tests.</a> International Journal of Impact Engineering. 34 (7), 1163-1184 (2007).</li><li>LeBlanc, M. M., Lassila, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+hybrid+Technique+for+compression+testing+at+intermediate+strain+rates.">A hybrid Technique for compression testing at intermediate strain rates.</a> Experimental Techniques. 20 (5), 21-24 (1996).</li><li>Xiao, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+dynamic+tensile+testing.">Analysis of dynamic tensile testing.</a> 11th International Congress and Exhibition on Experimental and Applied Mechanics. , (2008).</li><li>Othman, R., Gu&#233;gan, P., Challita, G., Pasco, F., LeBreton, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+modified+servo-hydraulic+machine+for+testing+at+intermediate+strain+rates.">A modified servo-hydraulic machine for testing at intermediate strain rates.</a> International Journal of Impact Engineering. 36 (3), 460-467 (2009).</li><li>Kwon, J. B., Huh, H., Ahn, C. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+improved+technique+for+reducing+the+load+ringing+phenomenon+in+tensile+tests+at+high+strain+rates.">An improved technique for reducing the load ringing phenomenon in tensile tests at high strain rates.</a> Annual Conference and Exposition on Experimental and Applied Mechanics. Costa Mesa, United States. , (2016).</li><li>Pan, W., Schmidt, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Strain+rate+effect+in+material+testing+of+bulk+adhesive.">Strain rate effect in material testing of bulk adhesive.</a> 9th International Conference on Structures Under Shock and Impact. 87, 107-116 (2006).</li><li>Zhang, D. N., Shangguan, Q. Q., Xie, C. J., Liu, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+modified+Johnson-Cook+model+of+dynamic+tensile+behaviors+for+7075-T6+aluminum+alloy.">A modified Johnson-Cook model of dynamic tensile behaviors for 7075-T6 aluminum alloy.</a> Journal of Alloys and Compounds. 619, 186-194 (2015).</li><li>Fitoussi, J., Meraghni, F., Jendli, Z., Hug, G., Baptiste, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+methodology+for+high+strain-rates+tensile+behaviour+analysis+of+polymer+matrix+composites.">Experimental methodology for high strain-rates tensile behaviour analysis of polymer matrix composites.</a> Composites Science and Technology. 65 (14), 2174-2188 (2005).</li></ol>

Los datos crudos obtenidos en el experimento está influenciados por la ubicación de geometría y galgas de espécimen en el espécimen. Los datos de la carga en pruebas dinámicas de baja tensión tarifa adquiridas por una lavadora de carga de piezo-eléctrico incorporaron en el marco de carga a tasas más altas de tensión (Bruce et al. 3 sugerido > 10/s, mientras que para Wang et al. 9 registrados este límite a 100/s) por lo general sufren oscilacione...

Mayoría de los materiales demuestra algún grado de dependencia del tipo de cepa en su comportamiento mecánico1 y, por lo tanto, no es adecuado para determinar las propiedades del material para dinámica pruebas mecánicas realizadas sólo en las tasas de deformación cuasiestática aplicaciones. La dependencia del tipo de cepa de materiales típicamente se investiga utilizando cinco tipos de sistemas de prueba mecánicos: marcos de carga de disco tornillo convencional, sistemas servo-hidráulico, sistemas servo-hidráulico de alta velocidad, probadores de impacto y sistemas de barra Hopkinson 1. barras Hopkinson de fractura han sido una facilidad para la caracterización dinámica de materiales durante los últimos 50 años2. También ha habido esfuerzos para modificar barras Hopkinson para probar en las tasas de tensión intermedio e inferior. Sin embargo, estas instalaciones son típicamente más convenientes para las caracterizaciones de la tarifa de alta tensión del material (es decir, suele ser mayor que 200/s). Existe un vacío en la literatura en la caracterización de tipo de cepa de propiedades del material en las tasas de tensión intermedio en la gama de 10−200/s (es decir, entre deformación cuasiestática y alta tasa de split Hopkinson bares3), que es debido a el acceso limitado a servicios y la falta de procedimientos confiables de tensión intermediaria tasa prueba material.
Un marco de carga servo-hidráulico de alta velocidad aplica carga al espécimen a una velocidad constante y predefinido. Éstos cargan Marcos beneficio de un adaptador de flojos, que, en ensayos de tracción, permite la cruceta alcanzar la velocidad deseada antes de que la carga comience. El adaptador de holgura permite la cabeza viajar una cierta distancia (por ejemplo, 0,1 m) para llegar a la velocidad del blanco y luego comienza a aplicar la carga a la muestra. Marcos de carga servo-hidráulico alta velocidad típicamente realizan pruebas bajo modo de control de desplazamiento y mantienen una velocidad constante de actuador para producir constante ingeniería tensión tipos3.
Técnicas para la medición de elongación de la muestra se clasifican generalmente como contacto o sin contacto técnicas4. Técnicas de contacto incluyen el uso de instrumentos como extensómetros con clip, mientras que el extensómetro láser se emplea para mediciones sin contacto. Extensómetro de contacto es propenso a las influencias de la inercia, no son adecuados para ensayos dinámicos; Extensómetro sin contacto no sufre de este problema.
Correlación de imagen digital (CID) es una técnica de medición de tensión óptico, sin contacto, campo completo, que es una alternativa a la tensión de medición para medir tensión/carga y superar algunos de los retos (por ejemplo, el fenómeno llamado) asociados con caracterización de materiales dinámica5. Galgas extensométricas de resistencia pueden sufrir de limitaciones como un área limitada de la medida, una gama limitada de elongación y métodos de montaje limitada, mientras que CID es siempre capaz de proporcionar una medición de tensión de campo completo de la superficie del espécimen durante la experimento.
El procedimiento presentado describe el uso de un marco de carga servo-hidráulico alta velocidad junto con DIC y puede utilizarse como un documento complementario al desarrollado recientemente directrices estándar6 para aclarar los detalles del procedimiento experimental. La sección en el marco de carga servo-hidráulico puede seguirse para una variedad de configuraciones de prueba (p. ej., resistencia a la tracción, resistencia a la compresión y cortantes) y aun con carga cuasiestático común Marcos así y, por tanto, cubre una amplia gama de instalaciones. Además, la sección DIC se puede aplicar por separado a cualquier tipo de pruebas mecánicas o térmicas, con modificaciones menores.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:804px;" width="803">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:280px;">Camera Lens</td>
			<td style="width:183px;">Opto Engineering</td>
			<td style="width:175px;"></td>
			<td style="width:167px;">Telecentric lens 23-64</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:280px;">High Speed Camera&#160;</td>
			<td style="width:183px;">SAX Photron Fastcam&#160;</td>
			<td style="width:175px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:280px;">High Speed DAQ&#160;</td>
			<td style="width:183px;">National Instruments</td>
			<td style="width:175px;">USB-6259</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:280px;">High Speed Servo-Hydraulic Load Frame</td>
			<td style="width:183px;">MTS Systems Corporation</td>
			<td style="width:175px;">Custom Built</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:280px;">Jab Bullet Light with diffuser&#160;</td>
			<td style="width:183px;">AADyn JAB BULLET&#160;</td>
			<td style="width:175px;"></td>
			<td style="width:167px;">&#160;15&#176; diffusers&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:280px;">Strain gauge</td>
			<td style="width:183px;">Micro-Measurements</td>
			<td style="width:175px;">Model EA-13-062AQ-350</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

intermediate strain rate material characterization with digital image correlation

La respuesta mecánica de un material bajo carga dinámica es típicamente diferente de su comportamiento en condiciones estáticas; por lo tanto, el equipo cuasiestático común y procedimientos utilizados para la caracterización de materiales no son aplicables para materiales bajo cargas dinámicas. La respuesta dinámica de un material depende de su velocidad de deformación y se categoriza ampliamente en alto (es decir, mayor que 200/s), intermedio (es decir, 10−200/s) y baja tensión tarifa regímenes (es decir, por debajo de 10/s). Cada uno de estos regímenes requiere instalaciones específicas y protocolos de pruebas asegurar la confiabilidad de los datos adquiridos. Debido al acceso limitado a instalaciones de servo-hidráulico de alta velocidad y protocolos de prueba validados, hay una brecha notable en los resultados en el grado de deformación intermedias. El manuscrito actual presenta un protocolo validado para la caracterización de diferentes materiales a estas tasas de esfuerzo intermedio. Galgas extensométricas instrumentación y protocolos de correlación digital de imágenes también están incluidos como módulos de conexión para extraer el máximo nivel de datos detallados de cada prueba individual. Ejemplos de datos en bruto, obtenida de una variedad de materiales y configuraciones de prueba (por ejemplo,, resistencia a la tracción y cizallamiento) se presenta y se describe el procedimiento de análisis utilizado para procesar los datos de salida. Finalmente, se discuten los retos de caracterización dinámica mediante el protocolo actual, junto con las limitaciones de las instalaciones y métodos de superación de problemas potenciales.

La duración de una prueba dinámica es típicamente comparable al tiempo necesario para que las ondas de estrés viajar ida y vuelta a lo largo del tren de la carga (es decir, apretones, muestras y carga) del sistema1. Una prueba dinámica es válida si el número y la amplitud de las ondas de estrés durante una prueba dinámica es controlada por lo que se logra un equilibrio dinámico, y la muestra experimenta una deformación homogénea a una tasa casi constant...

Watch this Scientific Journal Video about Intermediate Strain Rate Material Characterization with Digital Image Correlation at JoVE.com

Intermediate Strain Rate Material Characterization with Digital Image Correlation

Aquí presentamos una metodología para la caracterización dinámica de muestras de resistencia a la tracción en las tasas de tensión intermedio utilizando un marco de carga servo-hidráulico de alta velocidad. También se definen los procedimientos para la instrumentación de la galga de tensión y análisis, así como para medidas de tensión de correlación digital de imágenes en las muestras.

Caracterización de materiales de tipo cepa intermedia con correlación Digital de imágenes

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

El rendimiento mecánico de los materiales depende de la velocidad de aplicación de la carga. Nuestro protocolo se puede utilizar para capturar el comportamiento del material a velocidades de deformación intermedias. La principal ventaja de esta técnica es que los materiales se pueden caracterizar mientras se utiliza una técnica de medición de tensión de campo completo sin contacto para capturar cepas superficiales con cámaras de alta velocidad.La caracterización de la tasa de deformación intermedia de los materiales a menudo requiere tratar con una oscilación indeseable llamada anillamiento en los resultados, que debe evitarse a través del diseño adecuado de la muestra, y el protocolo de prueba. Antes de comenzar el procedimiento, prepare especímenes de tracción en forma de hueso de perro, de acuerdo con los parámetros de la Organización Internacional de Normalización. A continuación, pinte la superficie de la muestra para exhibir características de alto contraste.La coincidencia del patrón de contraste con el tamaño del sensor de imagen de la cámara, como cada función de contraste oscuro, se compone de aproximadamente tres píxeles o más, luego, deje la muestra a un lado, para dejar que la pintura se seque. Cuando la muestra esté lista, encienda la alimentación de la consola de control y confirme que la válvula de aislamiento, desde la bomba hasta el marco de alta velocidad, antes de encender el ordenador. Desde el escritorio, inicie la aplicación del controlador, seleccionando la configuración de cfg de desplazamiento de desplazamiento alta y haciendo clic en reset, para borrar el enclavamiento uno.Encienda la bomba hidráulica y abra los colectores de servicio a uno a uno, esperando hasta que el indicador bajo deje de parpadear, antes de presionar el indicador alto para cada colector. Inicie el software de diseño de prueba y confirme que la bomba hidráulica y el colector de alto servicio están encendidos. A continuación, haga clic, archivo, nuevo, probar desde plantilla y plantillas personalizadas, y seleccione la prueba de tensión.Para la configuración del medidor de tensión, ajuste el interruptor del control de cruce del marco de carga, a la velocidad baja, y haga coincidir los cables del medidor de tensión de la muestra, a los cables de la caja del medidor de tensión dentro de la cámara de prueba de acuerdo con los colores del alambre. A continuación, en la aplicación del controlador, en las entradas auxiliares y la colada, seleccione el rango máximo de las deformaciones unitarias. A continuación, active el control manual e introduzca la posición de la cabeza a la extensión completa en menos 125 milímetros.Desactive la casilla de verificación Habilitar comando manual y desactive la casilla de control exclusivo. Se puede utilizar un cable elástico para sujetar el adaptador de holgura en una posición retraída para dejar espacio para instalar el cupón. Utilice el accesorio de montaje para alinear el cupón dentro de las empuñaduras.Pulse el icono de tecla para activar el microteléfono y confirme que la casilla de control exclusiva del software está desactivada. Asegúrese de que el agarre superior esté suelto para evitar una aplicación de carga no deseada a la muestra y retire el cable elástico. Presione el icono de la rueda para activar el controlador, y gire lentamente la rueda para bajar la cabeza hasta que el brazo inferior del adaptador de holgura esté casi completamente retraído.Pulse el icono de tecla de nuevo, para desactivar el microteléfono y marque la caja de control exclusiva utilizando el control manual para llevar la cabeza a exactamente menos 125 milímetros. Utilice una llave y una llave para girar el adaptador holgado para apretar las empuñaduras superiores sin torcer el cupón, y compruebe las arandelas espirales entre el adaptador holgado y el cabezal transversal intermedio para asegurarse de que las arandelas están apretadas, y que no hay espacio axial a lo largo del tren de carga. A continuación, vuelva a colocar el marco a la alta velocidad y asegúrese de que las puertas del gabinete estén bien cerradas.Para configurar el instrumento para la correlación de imágenes digitales, abra el software del visor de imágenes de alta velocidad y haga clic en detectar antes de guardar la configuración. Haga clic en la opción de cámara y seleccione la pestaña de entrada-salida para establecer las señales externas. Para establecer la velocidad de fotogramas y la resolución de fotogramas, haga clic en variable y establezca la frecuencia de la cámara y la tasa de adquisición del cuadro de adquisición de datos en el mismo número que el sistema de adquisición de datos de alta velocidad en el marco de carga.A continuación, abra la adquisición de datos de alta velocidad en el visor de imágenes de alta velocidad y seleccione los canales y muestras necesarios por fotograma. Para ejecutar la prueba, abra la prueba de tensión y seleccione una nueva ejecución de prueba para introducir un nombre de archivo válido. Modifique los campos según sea necesario y haga clic en Aceptar.Para la velocidad de rampa, seleccione la velocidad nominal deseada de la cabeza y haga clic en Ok. Aparecerá una serie de mensajes que recuerdan que el hardware de claves debe comprobarse después de lo cual se puede iniciar la prueba haciendo clic en el icono de ejecución. En la consola de control, mantenga pulsado el interruptor del acumulador de carga del brazo para armar el sistema.A continuación, pulse fire para completar la prueba. La velocidad de la prueba debe calcularse en función de escenarios de la vida real, por ejemplo, para que se pueda aplicar una velocidad de simulación de choque de coche de alrededor de ocho metros por segundo. Para el análisis de datos, exporte los datos sin procesar desde el equipo de marco de carga al software de postprocesamiento de su elección y determine la ubicación en la sección del medidor donde falló la muestra.Restringir el campo de deformación unitaria a un área local de las proximidades de la sección de falla y medir y registrar la tensión en el área local. A continuación, dibuje una curva de deformación unitaria de tensión obtenida de las mediciones. Ambas pruebas se realizaron correctamente, pero los datos de carga extraídos directamente del enlace de fuerza del marco de carga no se pudieron utilizar en esta prueba en una técnica de medición de carga alternativa, como la medición de deformación unitaria de la sección de tabulación, era necesaria.En esta prueba, sin embargo, los datos de carga sin procesar del marco de carga estaban en buen acuerdo con las cargas del medidor de tensión. Se muestra un ejemplo típico de los resultados de correlación de imágenes digitales para un espécimen de aluminio óseo de perro con una evolución del campo de tensión con el tiempo en toda la sección del medidor. La tensión uniforme dentro de una sección transversal dada de la muestra ilustra una carga adecuada y un análisis de datos durante la prueba.Y la pérdida de correlación de imagen digital en la última imagen se debió al cuello severo que resultó en descamación de la pintura y era inevitable inmediatamente antes del fracaso en las cercanías de la zona de falla. Estas curvas de deformación unitaria de tensión obtenidas a partir de la correlación de imagen digital y de los datos de desplazamiento del cabezal cruzado del marco de carga, ilustran y promedian la tensión de tensión para toda la sección del medidor y demuestran la validez de la técnica y un buen acuerdo entre los resultados. Una evaluación exhaustiva de los resultados garantiza que el protocolo se lleve a cabo dentro de los límites de los supuestos válidos.Como el régimen dominante de inercia o las condiciones y agarres antideslizantes. Siguiendo este procedimiento se puede realizar una gama de diferentes pruebas de caracterización mecánica como pruebas de esca domain, bending, puncture o compresión en una variedad de materiales. Esta técnica llena el espacio entre las pruebas cuasi estáticas y las técnicas de caracterización de la tasa de deformación unitaria ultra alta.Permitiéndonos caracterizar completamente los comportamientos materiales en función de la tasa de deformación unitaria.

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Mechanical Engineering

Engineering

Unit 1

Stress and Strain - Axial Loading

SCIENTISTS IN ACTION

Echo Particle Image Velocimetry

Echo velocimetría por imágenes de partículas

The transport of mass, momentum, and energy in fluid flows is ultimately determined by spatiotemporal distributions of the fluid velocity field.1 ...

Investigación

Ingeniería

High-resolution, High-speed, Three-dimensional Video Imaging with Digital Fringe Projection Techniques

De alta resolución, de alta velocidad, tridimensional de imágenes de vídeo con técnicas de proyección digital de Fringe

Digital fringe projection (DFP) techniques provide dense 3D measurements of dynamically changing surfaces.&#160;Like the human eyes and brain, DFP uses ...

Characterization of Full Set Material Constants and Their Temperature Dependence for Piezoelectric Materials Using Resonant Ultrasound Spectroscopy

Caracterización del conjunto completo constantes del material y su dependencia de la temperatura de los materiales piezoeléctricos El uso de ultrasonido Espectroscopía de Resonancia

During the operation of high power electromechanical devices, a temperature rise is unavoidable due to mechanical and electrical losses, causing the ...

Experimental Methods for Investigation of Shape Memory Based Elastocaloric Cooling Processes and Model Validation

Métodos experimentales para procesos de enfriamiento Elastocaloric Investigación de memoria de forma basada y validación del modelo

Shape Memory Alloys (SMA) using elastocaloric cooling processes have the potential to be an environmentally friendly alternative to the conventional vapor ...

Compact Lens-less Digital Holographic Microscope for MEMS Inspection and Characterization

Compacto holográfica microscopio digital Lente menos por MEMS Inspección y Caracterización

A micro-electro-mechanical-system (MEMS) is a widely used component in many industries, including energy, biotechnology, medical, communications, and ...

Emission Spectroscopic Boundary Layer Investigation during Ablative Material Testing in Plasmatron

Investigación capa de emisión espectroscópica de límites durante el ablativo de Ensayo de Materiales en Plasmatron

Ablative Thermal Protection Systems (TPS) allowed the first humans to safely return to Earth from the moon and are still considered as the only solution ...

Strain Sensing Based on Multiscale Composite Materials Reinforced with Graphene Nanoplatelets

La cepa de detección Basado en Multiescala materiales compuestos reforzados con grafeno Nanoplatelets

The electrical response of NH2-functionalized graphene nanoplatelets composite materials under strain was studied. Two different manufacturing methods are ...

Carrier Lifetime Measurements in Semiconductors through the Microwave Photoconductivity Decay Method

Portador de por vida medidas en semiconductores a través del método de decaimiento de fotoconductividad de microondas

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

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

Medidas de tensión de campo completo para la fatiga microestructuralmente pequeño Crack propagación utilizando el método de correlación Digital de imágenes

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 ...

Production of a Strain-Measuring Device with an Improved 3D Printer

Producción de un dispositivo de medición de tensión con una impresora 3D mejorada

A traditional strain measurement sensor needs to be electrified and is susceptible to electromagnetic interference. In order to solve the fluctuations in ...