Name: crack monitoring in resonance fatigue testing of welded specimens using digital image correlation
Uploaded: 2019-09-29T15:00:00
Duration: 5 s
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ड्यूश Forschungsgemeinschaft (DFG, जर्मन रिसर्च फाउंडेशन) EH 485/

<ol>
	<li>Belloni, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Digital+image+correlation+from+commercial+to+FOS+software:+a+mature+technique+for+full-field+displacement+measurements.">Digital image correlation from commercial to FOS software: a mature technique for full-field displacement measurements.</a> The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences. XLII-2, 91-95 (2018).</li><li>Shrama, K., Clarke, A., Pullin, R., Evans, S. 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लेखकों को खुलासा करने के लिए कुछ भी नहीं है.

प्रस्तुत प्रक्रिया परीक्षण में दखल के बिना एक अनुनाद परीक्षण मशीन पर परीक्षण वेल्डेड नमूनों पर थकान दरारें का पता लगाने और निगरानी करने के लिए डीआईसी का उपयोग करने के होते हैं। आवेदन में मुख्य चुनौती अनुनाद परीक्षण मशीन के उच्च लोड आवृत्ति है। यह अपेक्षाकृत कम जोखिम समय और इस तरह डीआईसी परीक्षण के लिए छवियों के अधिग्रहण के लिए उच्च रोशनी की आवश्यकता है. इसलिए, प्रकाश को अधिकतम किया जाना है। दूसरी ओर, धातु की सतह पर प्रतिबिंब ध्रुवीकरण फिल्टर, जो कैमरे में प्रवेश प्रकाश की मात्रा कम हो जाएगा के उपयोग की आवश्यकता हो सकती है. उपलब्ध प्रकाश का बेहतर उपयोग करने के लिए, उद्देश्यों के एपर्चर बढ़ाया जा सकता है. यह ध्यान की गहराई कम हो जाएगा. इसलिए यह नमूना सतह की दूरी पर बिल्कुल ध्यान सेट करने के लिए आवश्यक है और नमूना के विमान आंदोलन से बाहर ध्यान केंद्रित सीमा से अधिक नहीं होना चाहिए. कैमरों और प्रकाश व्यवस्था की स्थापना के लिए विशेष देखभाल की आवश्यकता है।
फिर भी, डीआईसी द्वारा परिकलित उपभेदों बहुत सटीक नहीं हो सकता है(चित्र 6)। परिकलित उपभेदों उच्च शोर दिखा सकता है. डीआईसी के लिए इस्तेमाल किया पहलुओं में से कुछ पर, धब्बेदार पैटर्न मान्यता प्राप्त नहीं किया जा सकता है और उपभेदों की गणना नहीं की जाएगी. लेकिन डीआईसी परिणामों की गुणवत्ता के संबंध में प्रस्तावित प्रक्रिया मजबूत साबित हुई है। यहां तक कि अगर परिणाम ठीक वेल्ड पर उपभेदों का निर्धारण करने के लिए पर्याप्त अच्छा नहीं कर रहे हैं, यह अभी भी दरारें का पता लगाने के लिए संभव होना चाहिए.
बट वेल्ड यहाँ प्रस्तुत अन्य वेल्ड geometries की तुलना में एक अपेक्षाकृत चिकनी वेल्ड अंगुली है. दरारें एक तेज पायदान के साथ वेल्ड टो के साथ खामियों पर आरंभ करने की संभावना है और इस प्रकार उच्च तनाव एकाग्रता. दुर्भाग्य से, इन सटीक स्थानों पर डीआईसी द्वारा उपभेदों का मूल्यांकन करना संभव नहीं हो सकता है क्योंकि गणना के लिए उपयोग किए गए पहलुओं को पहचाना नहीं जा सकता है। उदाहरण के लिए, चित्र 5 नमूने के बाईं ओर एक दरार की शुरुआत से पता चलता है, +25 मिमी क्षैतिज पर पहलुओं लापता / लेकिन जैसा कि उदाहरण में दिखाया गया है, भले ही कुछ पहलुओं का मूल्यांकन नहीं किया जाता है, यह अभी भी यह निर्धारित करना संभव है कि दरार कब शुरू होती है और बढ़ने लगती है। एक steeper कोण और तेज notches के साथ welds के लिए (उदाहरण के लिए, अनुदैर्घ्य stiffener, fillet वेल्ड) यह कैमरों झुकाव करने में मदद कर सकते हैं [15] वेल्ड सतह के कोण को बढ़ाने के लिए. प्रस्तावित प्रक्रिया अनुदैर्घ्य कड़ाई पर भी लागू की गई थी। वेल्ड टो पर अपेक्षाकृत तेज पायदान के बावजूद यह मज़बूती से दरार दीक्षा का पता लगाने के लिए संभव था.
मैक्रोस्कोपिक दरारें माना जाता है जब 1% या अधिक के उपभेदों तक पहुँच रहे हैं. कोवर्क एट अल20द्वारा किए गए एक अध्ययन में, डीआईसी थर्मल स्प्रे लेपित, बिना नोट किए नमूनों पर दरारें का पता लगाने के लिए लागू किया गया था। यह कहा गया था कि दरार का पता लगाने के लिए सीमा मूल्य की सीमा में सेट किया जा सकता है 0.5% और 1% काफी परिणामों को प्रभावित किए बिना. इन मानों की समुद्र तट चिह्नों से तुलना द्वारा पुष्टि की जाती है (चित्र 4 और चित्र 5)। एक कम मूल्य एक पहले दरार का पता लगाने के लिए नेतृत्व करेंगे, लेकिन अनिश्चितताओं के लिए अधिक प्रवण हो सकता है और कम तुलनीय परिणाम का उत्पादन. एक उच्च मूल्य दरार दीक्षा के बाद मान्यता के लिए नेतृत्व करेंगे, लेकिन परिणाम शायद अधिक तुलनीय और reprodible हो जाएगा.
पहले लोड चक्र स्थिर रूप से लागू करने (चरण 3.3) कई परीक्षण किया जाता है, जब समय लेने का परिणाम हो सकता है. यदि कोई प्लास्टिक उपभेदों वेल्ड शूरण पर होते हैं (नाच) यह भी छोड़ा जा सकता है और अनलोड हालत (चरण 3.2) तनाव गणना के लिए एक संदर्भ के रूप में इस्तेमाल किया. अन्यथा, गतिशील परीक्षण की शुरुआत में प्राप्त छवियों में से एक का उपयोग किया जा सकता है यदि छवि गुणवत्ता पर्याप्त है (चित्र 6देखें)।
केवल कुछ नमूनों का परीक्षण कर रहे हैं, सेटअप समय कम करके आंका नहीं जाना चाहिए. यह स्थापित करने और सही ढंग से कैमरों की स्थापना और डीआईसी आकलन के लिए उचित चित्र प्राप्त करने के लिए अंशांकन प्रदर्शन करने के लिए कुछ समय और पुनरावृत्तीय छोरों की आवश्यकता हो सकती है.
दूसरी ओर, चश्मा तैयारी, जल्दी और सस्ती है. Specimens केवल साफ किया जा करने की जरूरत है और रंग के साथ छिड़काव करने के लिए धब्बेदार पैटर लागू होते हैं. यह कम लागत पर आता है और प्रस्तावित डीआईसी आधारित प्रक्रिया को व्यावहारिक बनाता है, विशेष रूप से यदि बड़ी संख्या में नमूनों का परीक्षण किया जाएगा।
एक और लाभ, विशेष रूप से नमूनों या रात भर चल रहे परीक्षण के बड़े सेट के लिए, कैमरों स्वचालित रूप से शुरू कर रहे हैं कि है, और परीक्षण बाधित होने की जरूरत नहीं है.
डीआईसी प्रक्रिया का एक प्रतिबंध यह है कि एक ऑप्टिकल विधि के रूप में यह सतह दरारें तक ही सीमित है. इसके अलावा, यह आवश्यक है कि क्षेत्र पर नजर रखी जा करने के लिए कैमरों द्वारा दिखाई है, जबकि नमूना परीक्षण मशीन में रखा गया है.
प्रस्तुत प्रक्रिया मुख्य रूप से तकनीकी दरारों की शुरुआत का पता लगाने के लिए इस्तेमाल किया गया था. लेकिन के रूप में प्रदर्शन किया, यह भी दरार विकास के आकलन के लिए अनुमति देता है (उदाहरण के लिए, दरार संचरण दरों का निर्धारण करने के लिए). परिणाम सतह पर दिखाई लंबाई हो जाएगा. दरार सामने वक्रता का पता नहीं लगाया जा सकता है, लेकिन.
प्रक्रिया एक अपेक्षाकृत जटिल सतह टोपोलॉजी पेश वेल्डेड नमूनों पर अपनी प्रयोज्यता साबित कर दिया. यह गैर-वेल्ड नमूनों पर भी लागू होना चाहिए, क्योंकि ज्यामितीय नोटों की अनुपस्थिति को डीआईसी माप की सुविधा मिलनी चाहिए। इसी तरह की एक प्रक्रिया को बिना नोट किए नमूनों पर कोव[र]क एट अल20 में लागू किया गया है।
इसके अलावा, प्रक्रिया भी इमदादी-हाइड्रोलिक परीक्षण मशीनों पर थकान परीक्षण के लिए लागू किया जा सकता है. यहाँ, परीक्षण आवृत्ति एक अनुनाद परीक्षण मशीन की तुलना में कम होगा. कैमरे के जोखिम समय इस प्रकार अब हो सकता है, जो कैमरा सेटअप की सुविधा चाहिए.
अंत में, प्रस्तुत प्रक्रिया थकान परीक्षण में दरारें के विकास का अध्ययन करने के लिए एक सीधा तरीका प्रदान करता है. यह तकनीकी दरारों का पता लगाने और दरार संचरण की निगरानी की अनुमति देता है (उदा., थकान परीक्षण में दरार संचरण दर निर्धारित करने के लिए). परिणामों की उदाहरणात्मक प्रकृति उनकी व्याख्या और मूल्यांकन को सुगम करती है। तकनीक परीक्षण में दखल के बिना उच्च लोडिंग आवृत्तियों के साथ अनुनाद परीक्षण मशीनों के लिए लागू है. माप पूरी तरह से स्वचालित हैं, इसलिए कोई निरंतर पर्यवेक्षण की आवश्यकता नहीं है। यह ब्याज के क्षेत्र में एक अपेक्षाकृत जटिल ज्यामिति पेश वेल्डेड नमूनों पर लागू है. छोटे पैमाने पर नमूनों पर, यह नमूना की पूरी चौड़ाई के कवरेज की अनुमति देता है. इसके अलावा, प्रक्रिया एक सरल सेटअप और बुनियादी पोस्ट प्रसंस्करण द्वारा विशेषता है, यह मौजूदा तरीकों के लिए एक व्यावहारिक विकल्प बना रही है.

वेल्ड विशेष रूप से थकान नुकसान के लिए प्रवण हैं. उनकी थकान गुण आमतौर पर छोटे पैमाने पर नमूनों कि कुशलता से परीक्षण किया जा सकता है पर निर्धारित कर रहे हैं. परीक्षण के दौरान, एक चक्रीय लोड लागू किया जाता है। अंततः एक दरार आरंभ करने और स्थूल आकार के लिए विकसित होगा. दरार तो बढ़ने और नमूना के माध्यम से प्रचार होगा. परीक्षण आमतौर पर चलाया जाता है जब तक नमूना पूर्ण में विफल रहता है. परीक्षण का परिणाम लागू लोड के लिए विफलता तक लोड चक्र की संख्या है। यह अंतिम विफलता आमतौर पर स्पष्ट है. दूसरी ओर, दरार दीक्षा निर्धारित करने के लिए और अधिक जटिल है. हालांकि, यह पैरामीटर है कि नमूना मोटाई पर एक समान नहीं हैं पर जांच में ब्याज की हो सकती है या कि दरार दीक्षा विशेष रूप से प्रभावित (जैसे, अवशिष्ट तनाव या बाद वेल्ड उपचार).
थकान परीक्षण के दौरान दरारों का पता लगाने के लिए विभिन्न तरीके मौजूद हैं। सरल दृश्य निरीक्षण, डाई प्रवेश परीक्षण, या तनाव गेज के आवेदन कर रहे हैं. अधिक परिष्कृत तरीकों thermography, अल्ट्रासाउंड, या भँवर वर्तमान परीक्षण शामिल हैं। क्रैक संचरण apposite तनाव गेज, ध्वनिक उत्सर्जन, या संभावित ड्रॉप विधि का उपयोग कर निर्धारित किया जा सकता है।
प्रस्तावित प्रक्रिया नमूने पर सतह उपभेदों की कल्पना करने के लिए डिजिटल छवि सहसंबंध (डीआईसी) का उपयोग करती है। यह थकान परीक्षण के दौरान स्थूल दरारें के गठन का पता लगाने की अनुमति देता है. इसके अलावा, दरार संचरण परीक्षण की अवधि में नजर रखी जा सकती है. डीआईसी के लिए, नमूना सतह पर एक अनियमित पैटर्न लागू किया जाता है और कैमरों द्वारा निगरानी की जाती है। लोड हो रहा है के तहत पैटर्न के विरूपण से, सतह उपभेदों की गणना कर रहे हैं. दरारें एक परिभाषित थ्रेशोल्ड मान से अधिक ऊंचा उपभेदों के रूप में दिखाई देगा (gt; 1%) और इसलिए दिखाई देते हैं।
गणना प्रौद्योगिकियों के अग्रिम के साथ, डीआईसी औद्योगिक और अनुसंधान अनुप्रयोगों के लिए अधिक से अधिक लोकप्रिय होता जा रहा है. कई वाणिज्यिक माप सॉफ्टवेयर प्रणालियों के रूप में के रूप में अच्छी तरह से खुला स्रोत सॉफ्टवेयर उपलब्ध हैं1. प्रस्तावित प्रक्रिया यांत्रिक और सिविल इंजीनियरिंग में अनुसंधान सुविधाओं की बढ़ती संख्या में पहले से ही उपलब्ध प्रौद्योगिकी का एक और उपयोग प्रदान करता है।
दृश्य निरीक्षण या डाई प्रवेश परीक्षण की तुलना में, प्रस्तावित प्रक्रिया व्यक्तिपरक धारणा पर आधारित नहीं है, जो एक ऑपरेटर के अनुभव और वेल्ड टो पर स्थानीय ज्यामिति पर निर्भर करता है. यहां तक कि उच्च आवर्धन के साथ यह एक प्रारंभिक चरण में दरार का पता लगाने के लिए चुनौतीपूर्ण हो सकता है (यानी, दरार दीक्षा), खासकर अगर सटीक स्थान अग्रिम में ज्ञात नहीं है. इसके अलावा, डीआईसी का उपयोग कर परिणाम बच रहे हैं और इसलिए reproduible और तुलनीय है, जबकि दृश्य निरीक्षण केवल क्षण भर संभव है.
एक पूर्ण क्षेत्र माप का उपयोग प्रक्रिया नमूना या वेल्ड की लंबाई की पूरी चौड़ाई की निगरानी की अनुमति देता है. तनाव गेज का उपयोग करना, यह नमूना चौड़ाई पर कई गेज लागू करने के लिए आवश्यक हो जाएगा, क्योंकि उनके माप स्थानीयकृत है. तनाव गेज संकेत में परिवर्तन दूरी और दरार के सापेक्ष स्थिति पर निर्भर करेगा. परिणाम इस बात पर निर्भर करेगा कि दरार दो गेज के बीच में शुरू होगी या एक के सामने संयोग से।
डीआईसी का एक और लाभ यह है कि यह दृश्य है, और यह दरार की एक वर्णनात्मक छवि देता है. दरार का पता लगाने या दरार विकास के लिए ध्वनिक उत्सर्जन के लिए तनाव गेज का उपयोग करना, दरार लंबाई ही नजर रखी नहीं है, लेकिन यह क्रमशः मापा तनाव या ध्वनिक संकेतों में परिवर्तन से निर्धारित किया जाता है. उदाहरण के लिए, श्रामा एट अलमें 2 डीआईसी ध्वनिक उत्सर्जन संकेतों की समझ और व्याख्या के लिए अनुमति दी. अन्य प्रभावित कारकों या हस्तक्षेप संकेतमापा संकेत को प्रभावित कर सकते हैं, अनिश्चितताओं के लिए अग्रणी और परिणामों की सावधान व्याख्या की आवश्यकता होती है.
थकान परीक्षणों में दरारों की निगरानी के लिए डीआईसी के विभिन्न अनुप्रयोगों की सूचना मिली है। कई मामलों में डीआईसी का उपयोग दरार टिप3,4,5 पर तनाव क्षेत्र का आकलन करने और तनाव तीव्रताकारक6,7,8 निर्धारित करने या सूक्ष्म पर थकान क्षति का पता लगाने के लिए किया जाता है पैमाने9,10. इन मामलों में, सूक्ष्म छवियों कुछ मिलीमीटर की सीमा में ब्याज के क्षेत्रों की जांच करने के लिए उपयोग किया जाता है. परीक्षण नमूनों मिलीमीटर रेंज में आयाम ों के साथ machined आधार सामग्री से मिलकर बनता है. बड़े मापने के क्षेत्रों Tavares एट अल द्वारा दर्ज किए गए11 तनाव तीव्रता कारकों का निर्धारण करने के लिए, Shrama एट अल द्वारा2 ध्वनिक उत्सर्जन संकेतों का अध्ययन करने के लिए, और Hasheminezad एट अल द्वारा12 डामर कंक्रीट में दरारें की जांच करने के लिए. Poncelet एट अल13 लागू डीआईसी लोड चक्र की एक निश्चित संख्या पर रिश्तेदार तनाव वेतन वृद्धि के आधार पर दरार दीक्षा का पता लगाने के लिए. परीक्षण एक मशीनी सतह के साथ नमूनों पर प्रदर्शन किया गया. वेल्डेड14,15 या brazed नमूनों16 डीआईसी का उपयोग कर थकान परीक्षण के दौरान उपभेदों के विकास को रिकॉर्ड करने के लिए अध्ययन किया गया. नमूनों की ओर से मनाया गया, गहराई दिशा में दरार के विकास को दर्शाता है, नमूना के किनारे पर.
सभी उपरोक्त प्रयोग कुछ हर्ट्ज की लोड आवृत्तियों के साथ इमदादी-हाइड्रिकल परीक्षण मशीनों पर किए गए थे (और 15 हर्ट्ज)। आमतौर पर डीआईसी के लिए छवियों को रिकॉर्ड करने के लिए परीक्षण बाधित किए गए थे। Vanlanduit एटअल. 17 चल रहे परीक्षण के दौरान छवियों लिया और एल्गोरिदम लागू करने के लिए विभिन्न परीक्षण और छवि रिकॉर्डिंग आवृत्तियों के लिए क्षतिपूर्ति. Lorenzino एट अल18 एक अनुनाद परीक्षण मशीन पर परीक्षण किया और सूक्ष्म कैमरों के साथ DIC छवियों पर कब्जा कर लिया. Kov]r]k एट अल19,20 बिना किसी रुकावट के 100 हर्ट्ज की आवृत्ति के साथ एक अनुनाद परीक्षण मशीन पर परीक्षण किया, एक प्रक्रिया का उपयोग कर बहुत यहाँ प्रस्तुत एक के समान. परीक्षण झुकने भार के तहत फ्लैट, लेपित नमूनों पर आयोजित किए गए थे। एक एकल कैमरा और ट्रिगर फ्लैश का उपयोग $ 20 x 15 मिमी के क्षेत्र की छवियों को कैप्चर करने के लिए किया गया था। तनाव क्षेत्र और विस्थापन क्षेत्र पर आधारित विभिन्न क्रैक मूल्यांकन लागू किए गए थे।
इस पत्र में प्रस्तुत प्रक्रिया वेल्डेड एक पायदान पेश नमूनों के लिए लागू किया जाता है, और इस प्रकार एक तनाव एकाग्रता. दो कैमरों के साथ एक 3 डी डी डी प्रणाली कार्यरत है, जो नमूना के विमान विस्थापन के बाहर के लिए खाते की अनुमति देता है. कैमरों जबकि प्रकाश स्थिर है ट्रिगर कर रहे हैं. क्रैक डिटेक्शन 55 x 40 मिमी के क्षेत्र पर मापा तनाव क्षेत्र पर आधारित है।
प्रक्रिया थकान परीक्षण में दरारें का पता लगाने के लिए एक मजबूत और तुलनीय तरीका प्रदान करता है. इसके अलावा, यह दरार संचरण का एक रिकॉर्ड प्रदान करता है. यह उच्च लोडिंग आवृत्तियों के साथ अनुनाद परीक्षण मशीनों पर लागू है। परीक्षण माप के लिए बाधित होने की जरूरत नहीं है, और कोई ऑपरेटर परीक्षण के दौरान मौजूद होने की जरूरत है. प्रक्रिया इसलिए कुशलता से दरार दीक्षा और प्रचार के बारे में जानकारी प्राप्त करने के लिए परीक्षण की बड़ी संख्या के लिए लागू किया जा सकता है.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>ARAMIS 5M</td>
			<td>gom</td>
			<td></td>
			<td>DIC system including two 5 megapixel cameras and control unit</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ARAMIS</td>
			<td>gom</td>
			<td>v6.3.1-2</td>
			<td>DIC software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Calibration object</td>
			<td>gom</td>
			<td>CP 20</td>
			<td>MV 30 x 24 mm2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Camera objectives, 50 mm</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Titanar 2.8 / 50</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydraulic Wedge Grip</td>
			<td>MTS</td>
			<td>647.25A02</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydraulic Grip Supply</td>
			<td>MTS</td>
			<td>685.10</td>
			<td>10,000 Psi</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LED lights</td>
			<td>Diana LEDscale</td>
			<td>KSP0495-0001A</td>
			<td>4 x 16 W LED lights</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polarization filters</td>
			<td>Schneider-Kreuznach</td>
			<td></td>
			<td>52,0 AUF (2 x for cameras)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polarization filters</td>
			<td>Schneider-Kreuznach</td>
			<td></td>
			<td>67,0 AUF (4 x for lights)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Resonance testing machine</td>
			<td>Schenck</td>
			<td></td>
			<td>200 kN resonance testing machine</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Resonance testing machine control unit</td>
			<td>Rumul</td>
			<td>v 2.5.3</td>
			<td>Resonance testing machine control unit and software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spray paint</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Black and white spray paint, matt</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

crack monitoring in resonance fatigue testing of welded specimens using digital image correlation

अनुनाद परीक्षण मशीनों पर थकान परीक्षण के दौरान वेल्डेड नमूनों पर दरारें का पता लगाने के लिए डिजिटल छवि सहसंबंध (डीआईसी) का उपयोग कर एक प्रक्रिया प्रस्तुत की है। यह एक प्रारंभिक चरण में स्थूल दरारों की पहचान करने और थकान परीक्षण के दौरान दरार संचरण की निगरानी करने के लिए एक व्यावहारिक और पुन: उत्पादनीय प्रक्रिया के रूप में करना है। यह DIC का उपयोग कर वेल्ड पर तनाव क्षेत्र माप के होते हैं. छवियाँ निश्चित लोड चक्र अंतराल पर लिया जाता है. दरारें उन्नत उपभेदों के रूप में गणना तनाव क्षेत्र में दिखाई हो जाते हैं. इस तरह, एक छोटे पैमाने पर नमूना की पूरी चौड़ाई जहां और जब एक दरार शुरू का पता लगाने के लिए नजर रखी जा सकती है. बाद में, दरार लंबाई के विकास की निगरानी करना संभव है। क्योंकि परिणामस्वरूप छवियों को बचाया जाता है, परिणाम सत्यापन योग्य और तुलनीय हैं. प्रक्रिया सतह पर शुरू दरारें करने के लिए सीमित है और प्रयोगशाला की स्थिति के तहत थकान परीक्षण के लिए करना है। दरार visualizing द्वारा, प्रस्तुत प्रक्रिया नमूना के टूटना जब तक उनके गठन से मैक्रोcracks के प्रत्यक्ष अवलोकन की अनुमति देता है.

दरारों का पता लगाने और दरार के प्रचार की निगरानी करने के लिए नमूना की लोडिंग दिशा में तनाव प्लॉट किया गया था। दरारें ऊंचा उपभेदों के मामले में दिखाई दिया (gt; 1%).
दो थकान परीक्षण से प्राप्त परिणाम प्रस्तुत कर रहे हैं. परीक्षण विभिन्न भार और लोड अनुपात में किए गए थे। परिणाम दो परीक्षणों के बीच प्रत्यक्ष तुलना के लिए इरादा नहीं कर रहे हैं, लेकिन इन परीक्षणों के विशिष्ट परिणामों का प्रतिनिधित्व करते हैं और प्रस्तुत प्रक्रिया की क्षमताओं का प्रदर्शन.
किसी नमूने में किसी दरार का विकास, जैसे-वेल्ड स्थितियों में होता है, चित्र 4 में दर्शायागया है। नमूना ठंडा करने के दौरान वेल्ड के संकुचन की वजह से अवशिष्ट तनाव निहित. इन्हें एक्स-रे विवर्तन और होल-ड्रिलिंग द्वारा मापा गया और वेल्डिंग सिमुलेशनद्वारा गणना कीगई। नमूना के बीच में तन्य अवशिष्ट तनाव के कारण, दरार केंद्र रेखा पर शुरू होती है। सबसे पहले, तनाव बनाने दरार के स्थान पर वृद्धि करने के लिए शुरू किया. एक तकनीकी दरार माना गया था जब उपभेदों 2 मिमी की लंबाई से अधिक 1% से अधिक (एन $ 755,000). इसके बाद दोनों पक्षों में दरार फैल गई। पता चला दरार लंबाई परीक्षण के दौरान उत्पन्न समुद्र तट के निशान की तुलना में किया गया था और अच्छा समझौता दिखाया. डीआईसी परिणामों के वीडियो से पता चलता है कि समुद्र तट के निशान के गठन के दौरान दरार प्रचार धीमा हो गया।
प्रतिबल-मुक्त प्रतिदर्श पर दरार का विकास चित्र 5 में दर्शायागयाहै। दरार दीक्षा अवशिष्ट तनाव ों से प्रभावित नहीं था. वेल्ड के साथ विभिन्न स्थानों पर कई दरारें बनीं। 574,000 चक्र के बाद 2 मिमी की दरार का पता चला। एकल दरारें तो वृद्धि हुई और अंततः एकीकृत. पता चला दरार लंबाई समुद्र तट के निशान से फिर से तुलना में था.
समुद्र तट के निशान की पीढ़ी डीआईसी तकनीक का उपयोग कर पता चला दरार लंबाई को मान्य करने के लिए एक अच्छी संभावना प्रदान करता है। इसके अलावा, यह नमूना सतह पर मापा लंबाई के साथ दरार की गहराई सहसंबंधित करने की संभावना प्रदान करता है. दरार के एक प्रारंभिक चरण में, सतह के करीब, यह समुद्र तट के निशान है कि स्पष्ट रूप से दिखाई दे रहे हैं प्राप्त करने के लिए चुनौतीपूर्ण हो सकता है. यहां, परिणामों ने डीआईसी दृष्टिकोण का लाभ दिखाया।
जैसा कि चित्र 4 और चित्र 5 में प्रस्तुत किया गया है, प्रक्रिया का परिणाम छवियों की एक श्रृंखला है (या एक वीडियो) जो वेल्ड पर दरारों के विकास को दर्शाता है। इन छवियों से, यह मूल और दरारें की संख्या निर्धारित करने के लिए संभव है. इसके अलावा, वे जब एक दरार एक विशिष्ट लंबाई तक पहुँच गया है यह निर्धारित करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है. दरारें 2 मिमी लंबाई में स्थूल या तकनीकी माना जाता था. इस दरार लंबाई मज़बूती से छवियों से प्राप्त किया जा सकता है और इस अध्ययन में परीक्षण की एक श्रृंखला के परिणाम की तुलना करने के लिए इस्तेमाल किया गया था. इसके अलावा, देखने के एक इंजीनियरिंग बिंदु से, इस दरार लंबाई उपलब्ध निरीक्षण तकनीकों का उपयोग कर सेवा में पता लगाने योग्य होगा. परिणामस्वरूप छवियों से दरार लंबाई को मापने और यह लोड चक्र की संख्या से संबंधित करके, यह भी एक दरार विकास वक्र साजिश या दरार विकास दर निर्धारित करने के लिए संभव है. ये दरार संचरण के यांत्रिक गणना फ्रैक्चर में ब्याज की हो सकती है.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60390/60390fig1.jpg"> चित्रा 1: बहुपरत कश्मीर बट वेल्ड नमूनों थकान परीक्षण के लिए इस्तेमाल किया. मिलीमीटर में आयाम. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60390/60390fig1large.jpg" target="_blank">कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60390/60390fig2.jpg"> चित्र 2: वेल्ड पर डिजिटल छवि सहसंबंध के लिए Speckle पैटर्न. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60390/60390fig2large.jpg" target="_blank">कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60390/60390fig3.jpg"> चित्रा 3: DIC कैमरों और एक पाड़ नमूना नमूना ऊपर स्थापित संरचना द्वारा समर्थित रोशनी के साथ परीक्षण सेटअप. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60390/60390fig3large.jpg" target="_blank">कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60390/60390fig4.jpg"> चित्र 4: लोडिंग दिशा में प्रतिशत तनाव (vertical) एक दरार के विकास और के रूप में वेल्डेड स्थितियों में एक नमूना पर समुद्र तट के निशान के साथ तुलना दिखा. N ] भार चक्र की संख्या. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60390/60390fig4large.jpg" target="_blank">कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60390/60390fig5.jpg"> चित्र 5: लोडिंग दिशा में प्रतिशत तनाव (विपरीत) दरारें के विकास और एक तनाव से राहत नमूना पर समुद्र तट के निशान के साथ तुलना दिखा. N ] भार चक्र की संख्या. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60390/60390fig5large.jpg" target="_blank">कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60390/60390fig6.jpg"> चित्र 6: पहले, स्थिर भार चक्र (एन $ 1) पर अधिकतम लोड पर लोडिंग दिशा में प्रतिशत तनाव और लोड चक्र के विभिन्न नंबरों पर थकान परीक्षण की शुरुआत में। <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60390/60390fig6large.jpg" target="_blank">कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.</a>
पूरक फ़ाइल 1: ट्रिगर सूची. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60390/triggerlist.txt" target="_blank">कृपया इस फ़ाइल को देखने के लिए यहाँ क्लिक करें (डाउनलोड करने के लिए सही क्लिक करें).</a>

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

डिजिटल छवि सहसंबंध एक अनुनाद परीक्षण मशीन पर थकान परीक्षण में प्रयोग किया जाता है स्थूल दरारें का पता लगाने और वेल्डेड नमूनों में दरार संचरण की निगरानी. नमूना सतह पर दरारें वृद्धि हुई उपभेदों के रूप में दिखाई हो जाते हैं.

डिजिटल छवि सहसंबंध का उपयोग वेल्डेड specimens की अनुनाद थकान परीक्षण में क्रैक निगरानी

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

वेल्डेड विवरणों के थकान गुण आमतौर पर छोटे पैमाने के नमूनों पर निर्धारित किए जाते हैं, जिनका कुशलतापूर्वक परीक्षण किया जा सकता है। परीक्षण एक चक्रीय लोड लागू करने में होते हैं। अंततः एक सूक्ष्म दरार शुरू हो जाएगा।इसके बाद क्रैक बढ़ेगा और नमूने के माध्यम से प्रचार-प्रसार करेगा। परीक्षण तब तक चलाया जाता है जब तक कि नमूना फीका न हो जाए। परीक्षण का परिणाम पाइप लोड स्तर के लिए विफलता तक लोड चक्र की संख्या है।विफलता का यह पता आमतौर पर काफी स्पष्ट है, लेकिन दरार दीक्षा कैसे निर्धारित किया जा सकता है? डिजिटल छवि सहसंबंध का उपयोग करके एक प्रयोगात्मक दृष्टिकोण निम्नलिखित में प्रस्तुत किया जाता है। निम्नलिखित परीक्षण में उपयोग किए जाने वाले नमूनों में 10 मिमी और 25 मिमी प्लेट के बीच एक मल्टीलेयर होता है।नमूने 355 पर संरचनात्मक स्टील के बने हैं। थकान लोडिंग दरारें 10mm प्लेट पर वेल्ड छेद पर बनाने की उम्मीद कर रहे हैं। डिजिटल छवि सहसंबंध के लिए नमूना सतह पर एक धब्बेदार पैटर्न लागू किया जाता है।वेल्ड और आसपास के क्षेत्र के बाद किसी भी गंदगी या तेल की सफाई की गई है, पैटर्न स्प्रे पेंट का उपयोग कर लागू किया जाता है। धब्बे सफेद और काले रंग की परतों को बारी-बारी से प्राप्त कर रहे हैं। नोजल नमूने से कुछ दूरी पर आयोजित किया जाता है ताकि स्प्रे ठीक धब्बे बनाता है और पेंट की एक करीबी परत नहीं बनाता है।धब्बे 0.1 मिमी की भयावहता पर जितना संभव हो उतना ठीक होना चाहिए। यह टेस्ट 200 किलो न्यूटन अनुनाद जांच मशीन पर चलाए जाते हैं। इस सेटअप में डिजिटल इमेज सहसंबंध के लिए कैमरे नमूने के ऊपर रखे गए हैं।कैमरा लेंस का ध्यान और एपर्चर को ठीक से सेट करना महत्वपूर्ण है। कम एक्सपोजर समय के लिए अनुमति देने के लिए, पर्याप्त रोशनी प्रदान की जानी चाहिए। नमूने के करीब चार एलईडी लाइटें तैनात थीं ।प्रतिबिंब को कम करने के लिए, रोशनी और कैमरों पर ध्रुवीकरण फिल्टर लागू किए गए थे। परीक्षण 34 हर्ट्ज की लोडिंग आवृत्ति पर चलाए जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप प्रत्येक लोड चक्र के लिए लगभग 29 मिलीसेकंड की अवधि होती है। कैमरों का एक्सपोजर समय इस लोड अवधि का एक छोटा सा पर्याप्त अंश होना चाहिए।उपयोग किए गए सेटअप के लिए 0.8 मिलीसेकंड का एक्सपोजर समय उपयुक्त साबित हुआ है। कैमरों की जांच मशीन से फोर्स सिग्नल से शुरू होती है। ट्रिगर सिग्नल और वास्तविक छवि अधिग्रहण के बीच देरी की भरपाई करने के लिए लोड सिग्नल के शिखर से कुछ हद तक ट्रिगर सेट करना आवश्यक हो सकता है।पहला लोड चक्र स्थिर रूप से लागू किया जाता है। अधिकतम लोड पर वेल्ड की एक छवि ली जाती है। इसके बाद चक्रीय लोडिंग के लिए वास्तविक थकान परीक्षण शुरू हो जाता है।छवियों को परीक्षण में बाधा डाले बिना परीक्षण मशीन से बल संकेत द्वारा ट्रिगर लोड चक्र के पूर्वनिर्धारित अंतराल पर गोली मार दी जाती है। परीक्षण की अवधि में लगभग 100 से 200 छवियों को प्राप्त करने के लिए अंतराल चुना जाना चाहिए। अत्यधिक डेटा अधिग्रहण से बचते हुए, आवश्यक सटीकता के साथ क्रैक दीक्षा निर्धारित करने के लिए यह पर्याप्त होना चाहिए।समुद्र तट के निशान का उत्पादन वैकल्पिक है। यह डिजिटल छवि सहसंबंध द्वारा पता लगाया दरार लंबाई को सत्यापित करने के लिए यहां लागू किया जाता है । अवधि एक कम लोड रेंज हैं, और थकान परीक्षण की अवधि में समय-समय पर पेश किया जाता है।इन अंतरालों के दौरान कम दरार प्रचार परीक्षा पूरी करने के बाद क्रैक सतह पर अर्धयक्षीय निशानों के संदर्भ में दिखाई देता है। परीक्षण के बाद, नमूने की लोडिंग दिशा में उपभेदों की गणना करने के लिए डिजिटल छवि सहसंबंध का मूल्यांकन किया जाता है। सटीक प्रक्रिया एप्लाइड सॉफ्टवेयर पर निर्भर करेगी।उपभेदों की गणना करने के लिए पहले स्थिर लोड चक्र से छवि का उपयोग संदर्भ के रूप में किया जाता है, जहां लगातार छवियों के लिए गणना किए गए सभी उपभेद सापेक्ष होंगे। नियंत्रण साजिश की सीमा संभव शोर और सबूत दरार गठन को दबाने के लिए अनुकूलित है। फिर परीक्षण की अवधि में अधिग्रहीत छवियों के माध्यम से चलाएं।अंततः वेल्ड छेद पर तनाव में वृद्धि शुरू हो जाएगा, एक और दरार का संकेत है गठन है । तकनीकी या सूक्ष्म दरार दीक्षा, जबकि ग्रहण बाधा 2 मिमी की लंबाई के 1% से अधिक है। के रूप में वेल्डेड हालत में इस नमूने नमूने के बीच में तन्य अवशिष्ट तनाव होता है, और किनारों पर संपीड़न वाले ।इसलिए दरार नमूने की केंद्र रेखा के करीब शुरू करने की उम्मीद है। इस बिंदु पर एक सूक्ष्म दरार का गठन किया है। मनाया दरार लंबाई को मान्य करने के लिए, परिणाम परीक्षण के दौरान उत्पन्न समुद्र तट के निशान की तुलना में कर रहे हैं ।समुद्र तट के निशान बनने के दौरान क्रैक ग्रोथ धीमी दिख रही है । इस नमूने को वेल्डिंग के बाद तनाव से राहत मिली। क्रैक दीक्षा इसलिए अवशिष्ट तनावों से प्रभावित नहीं है।वेल्ड के साथ विभिन्न स्थानों पर कई दरारें बनीं। वे समुद्र तट के निशान से संकेत के रूप में बढ़ी और अंततः एकीकृत । डिजिटल छवि सहसंबंध का उपयोग कर प्रस्तुत प्रक्रिया तकनीकी दरार दीक्षा और निगरानी और थकान परीक्षणों के दौरान प्रचार दरार की अनुमति देता है ।यह चल रहे परीक्षण में बाधा डाले बिना, उच्च लोड आवृत्तियों के साथ अनुनाद परीक्षण मशीनों पर लागू होता है। वेल्डेड नमूनों पर अपनाया यह वेल्ड छेद पर शुरू दरारें का पता लगाने के लिए नमूने की पूरी चौड़ाई को कवर करने के लिए अनुमति देता है ।

Research

JoVE Journal

Engineering

Micro 3D Printing Using a Digital Projector and its Application in the Study of Soft Materials Mechanics

माइक्रो 3D नरम सामग्री यांत्रिकी के अध्ययन में एक डिजिटल प्रोजेक्टर और उसके आवेदन का उपयोग मुद्रण

Buckling is a classical topic in mechanics. While buckling has long been studied as one of the major structural failure modes1, it has recently drawn new ...

Ultrasonic Welding of Thermoplastic Composite Coupons for Mechanical Characterization of Welded Joints through Single Lap Shear Testing

एकल गोद कतरनी परीक्षण के माध्यम से वेल्डेड जोड़ों के मैकेनिकल विशेषता के लिए थर्माप्लास्टिक समग्र कूपन की अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग

This paper presents a novel straightforward method for ultrasonic welding of thermoplastic-composite coupons in optimum processing conditions. The ...

Subsurface Defect Localization by Structured Heating Using Laser Projected Photothermal Thermography

लेजर अनुमानित फोटॉर्शमल थर्माइफीज़ का उपयोग करके संरचित ताप द्वारा उपसतह दोष स्थानीयकरण

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A Novel Method for In Situ Electromechanical Characterization of Nanoscale Specimens

के लिए एक उपन्यास विधि<em&gt; क्षेत्र में</em&gt; नैनोस्केल नमूनों का विद्युत लक्षण

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