Name: crack monitoring in resonance fatigue testing of welded specimens using digital image correlation
Uploaded: 2019-09-29T15:00:00
Duration: 5 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Crack Monitoring in Resonance Fatigue Testing of Welded Specimens Using Digital Image Correlation at JoVE.com

Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, Alman Araştırma Vakfı) EH 485/4-1 tarafından finanse edilmektedir.

1. Numune hazırlama
DİkKAT: Kaynak veya işleme ekipmanlarının kullanımı potansiyel olarak tehlikelidir. Çalışma kalifiye personel tarafından ve üreticiler tarafından verilen talimatlara uygun olarak yürütülmelidir.
<ol><li>İstenilen kaynak geometrisi (örneğin, popo kaynağı, boylamsal sertleyici, fileto kaynağı) ile numuneler hazırlayın. Numune genişliğinin tamamı ölçülecekse, numune boyutu, kullanılan kamera sistemi tarafından resmedilen alanla sınırlı olabilir. Burada sunulan testlerde, farklı kalınlıklarda iki plaka arasında çok katmanlı K-butt kaynağı içeren örnekler kullanılmıştır(Şekil 1). Numuneler metal aktif gaz kaynağı kullanılarak yapısal çelik S355 yapılmıştır. Örnek hazırlama hakkında daha fazla bilgiyi Friedrich ve Ehlers21'debulabilirsiniz.</li>
	<li>Gerekirse, taşlama ile rakip çatlak konumları azaltmak. Bu plaka veya sertlaştırıcı diğer ucunda ki kaynak toe olabilir. Burada, yüzey çatlakları önlemek için pürüzsüz ve keskin çentikler ücretsiz kadar zemin olmalıdır.</li>
	<li>Kaynak çevresindeki numune yüzeyini bir temizleme bezi ve yağdan arındırmak için bir temizleyici kullanarak temizleyin. Dikkatle kaynak yüzeyinden tüm gevşek malzeme kaldırmak ve bir pirinç tel fırça kullanarak kaynak toe. Yüzey yağ ve yağsız olmalıdır.</li>
	<li>Siyah beyaz sprey boyanın alternatif uygulamalarını kullanarak DIC için benek deseni uygulayın. Spreyi doğrudan yüzeye doğrultmayın, ancak püskürtme buharı numunenin üzerine yerleşmesine izin verin. Sürekli katman gerekmez. Benek boyutu 0,1 mm büyüklüğünde mümkün olduğunca ince olmalıdır (Bkz. Şekil 2). NOT: Yansımaları azaltmak için mat boya tercih edilir.</li>
</ol>2. Test kurulumu
DİkKAT: Mekanik veya servo-hidrolik test ekipmanlarının kullanımı potansiyel olarak tehlikelidir. Dikkatli çalıştırın ve üretici tarafından sağlanan talimatları izleyin.
<ol><li>Test makinesine yerleştirilen numunenin ilgi alanını yakalamak için DIC kameralarını yerleştirin. Tam kurulum istihdam ekipman bağlıdır. Burada sunulan testlerde, kameralar test makinesinde yatay olarak düzenlenmiş numunenin üzerine ulaşan bir iskeleüzerine monte edilmiştir(Şekil 3).</li>
	<li>Ölçülen alanın odakta olduğundan emin olmak için kamera hedeflerinin odak noktasını titizlikle ayarlayın. Kullanılan kameralarda bu lensler ve kamera sensörü arasındaki mesafeyi değiştirmek için hedefleri vidalama veya dışarı yapılır.</li>
	<li>Aydınlatmayı en üst düzeye çıkarmak için ışıkların konumunu ayarlayın (burada dört adet 16 Watt LED ışık kullanıldı; bu da ölçüm alanının tek tip olarak aydınlatılmasına izin verdi, ancak diğer yapılandırmalar da mümkündür). Metalik yüzeydeki yansımaları azaltmak için ışıklara ve hedeflere düzgün monte edilmiş polarizasyon filtrelerinin kullanılması önerilir.</li>
	<li>Yeterli pozlama süresi seçin. Bu test sıklığına bağlıdır ve bir yük döngüsünün süresinin yeterince küçük bir fraksiyonu (~1/35) olmalıdır. Burada sunulan testte, 34 Hz'lik bir test frekansı için pozlama süresi 0.8 ms idi.</li>
	<li>DIC sistemini kalibre edin. Yordam, kullanılan sisteme bağlıdır ve özel kullanım kılavuzunda açıklanmalıdır.</li>
	<li>Seçili pozlama süresiyle bazı resimler alın. Apposite DIC yazılımlarını kullanarak suşları hesapla. Görüntü kalitesinin herhangi bir suşları hesaplamak için yeterince iyi olduğunu, sonuçlardaki dağılımaşırı olmadığını (boş durumdaki suşlarda sıfıra yakın olması gerektiğini) ve sonuçların tüm ilgi alanı kapsadığını doğrulayın. Görüntüler çok koyuysa, Aydınlatmayı ayarlayın. Bu odak derinliğini azaltacak olsa da, hedefler üzerinde diyafram açmak için gerekli olabilir. Daha parlak bir benek deseni de yardımcı olabilir.</li>
	<li>Kameraları tetiklemek için test makinesinden kuvvet sinyali çıkışını bağlayın. Belirli yük döngüleri aralıklarında tetikleyiciyi tetiklemesine olanak tanıyan donanım ve yazılımı içeren ticari bir DIC sistemi kullanılmıştır. Bu amaçla, yük döngüleri yükselen kuvvet sinyali belirli bir değer geçiş tarafından sayılır. Belirtilen yük döngüsü sayısına ulaşıldığında, kameralar tetiklenir ve sayım yeniden başlar. Örnek bir tetikleyici listesi ek dosya olarak verilir.</li>
	<li>Tetikleme sinyali ile kamera pozlama arasındaki gecikmeyi belirlemek için bir test çalışması gerçekleştirin. Gecikmeyi telafi etmek için tetiği yük sinyalinin zirvesinden önce ayarlayın. Tetikleyici yi kullanıyorsanız (bkz. adım 2.7) parametre değerini gerilimdeki gerekli yük sinyaline ayarlayın. Gösterilen testlerde, kameralar sırasıyla maksimum kuvvetin %91'i ve %96'sı oranında tetiklendi. Bu değerler yalnızca örnek olarak verilir ve her zaman uygun değildir. NOT: Görüntülerin tam olarak yük doruğunda alınması gerekli değildir. Çatlaklar yine de görünür hale gelmelidir.</li>
	<li>Tetikleyiciyi, beklenen test süresi boyunca toplam görüntü sayısının 100−200 şiddetinde olması için bir yük döngüsü aralığına ayarlayın (örn. 106 yük döngüsü olan bir test için her 10.000 döngüde). Tetikleyici listesinde (bkz. adım 2.7) döngülerin değerini istenen yük döngüsü sayısına ayarlayın.</li>
</ol>3. Yorgunluk testi
DİkKAT: Mekanik veya servo-hidrolik test ekipmanlarının kullanımı potansiyel olarak tehlikelidir. Dikkatli çalıştırın ve üretici tarafından sağlanan talimatları izleyin.
<ol><li>Numuneyi test makinesine töfor.</li>
	<li>Gerekirse yüklemeden önce DIC görüntüleri alın. Bu çatlak algılama için gerekli değildir, ancak yükleme altında yüzey gerginliği ölçmek için DIC kullanarak izin verir.</li>
	<li>İlk yük döngüsünü statik olarak uygulayın. Maksimum yükte durun ve DIC için bazı görüntüler alın. Bir görüntü yeterli olmalıdır, ancak DIC sonuçlarının kalitesi her zaman en uygun olmayabilir, analiz için seçebileceğiniz birkaç görüntüdaha olması yararlı olabilir. Bu görüntüler için, daha uzun bir pozlama süresi uygun olarak kullanılabilir. NOT: Bu statik yük döngüsü atlanabilir, ancak statik olarak elde edilen görüntüler muhtemelen dinamik test sırasında edinilengörüntülerden daha kalitelidir ve böylece DIC sonuçları iyileşir.</li>
	<li>Yük aralığını ayarlayın ve döngüsel testi başlatın. İsteğe bağlı olarak, üst yükün korundÄ±Ä Ä± ancak yük menzilinin azaltÄ±lacaÄ Ä± sÄ±nÄ±rlar ekleyerek plaj marklarÄ± elde edin. Burada gösterilen örnekler için, yük aralığının yarısı her 40.000 normal döngü için 15.000 döngüde uygulanmıştır. Sunulan prosedür için plaj işaretleri gerekli değildir, ancak algılanan çatlak uzunluklarını doğrulama olanağı sunar.</li>
	<li>Statik ve dinamik yükü belirtin ve numune başarısız olana kadar testi çalıştırın. Sunulan testlerde 0 kN statik yük ve 22,5 kN dinamik genlik uygulandı. Stres giderme numunesi üzerinde sırasıyla 50 kN statik ve 50 kN dinamik yük kullanıldı.</li>
</ol>4. Postprocessing
<ol><li>DIC'yi değerlendirin ve apposite yazılımını kullanarak numunenin eksenel (yükleme) yönüne gerilme hesaplayın. Suşların otomatik hesaplanmasını içeren ticari yazılımlar (bkz. Malzeme Tablosu)kullanılmıştır. Suşların hesaplanması hakkında bilgi Grédiac ve Hild22 bulunabilir ve mevcut ticari ve açık kaynak DIC yazılım genel bir bakış Belloni ve ark.1verilmiştir. Adım 3.3'te edinilen ilk statik yük döngüsündeki görüntüyü referans görüntüsü olarak kullanın. Burada DIC değerlendirmesi için 19 x 19 piksel (~0,32 x 0,32 mm) fason mesafesi ve 15 x 15 piksel lik bir fason mesafesi uygulanmıştır.</li>
	<li>Hesaplanan gerilimin bir çizimini yapın ve çizimin efsanesini nispeten yüksek değerlere ayarlayın (%0,5 ila %1,0) olası gürültüyü bastırmak için. Uygulanan yazılıma bağlı olarak, bu çizimler yer değiştirmeler ve suşlar hesaplandıktan sonra sonuçlar bölümünde kullanılabilir (4.1).</li>
	<li>Test süresi boyunca edinilen görüntü dizisinde çalıştırın. Bir şekillendirme çatlak yüksek suşları açısından görünür hale gelecektir. Suşlar %1'i aştığında makroskopik çatlak oluşabilir.</li>
	<li>Farklı test sonuçlarını karşılaştırmak için, çatlanın belirli bir uzunluğa ne zaman ulaştığını belirlemek ilgi çekici olabilir. ~2 mm'lik çatlak uzunlukları teknik veya makroskopik çatlaklar olarak kabul edildi.</li>
</ol>

<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. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Detection+of+cracking+in+mild+steel+fatigue+specimens+using+acoustic+emission+and+digital+image+correlation.">Detection of cracking in mild steel fatigue specimens using acoustic emission and digital image correlation.</a> 31st Conference of the European Working Group on Acoustic Emission. , (2014).</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>Malitckii, E., Remes, H., Lehto, P., 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=Full-field+strain+measurements+for+microstructurally+small+fatigue+crack+propagation+using+digital+image+correlation+method.">Full-field strain measurements for microstructurally small fatigue crack propagation using digital image correlation method.</a> Journal of Visualized Experiments. (143), e59134 (2019).</li><li>Rabbolini, S., Beretta, S., Foletti, S., Cristea, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Crack+closure+effects+during+low+cycle+fatigue+propagation+in+line+pipe+steel:+An+analysis+with+digital+image+correlation.">Crack closure effects during low cycle fatigue propagation in line pipe steel: An analysis with digital image correlation.</a> Engineering Fracture Mechanics. 148, 441-456 (2015).</li><li>Carroll, J. D., 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=Multiscale+analysis+of+fatigue+crack+growth+using+digital+image+correlation.">Multiscale analysis of fatigue crack growth using digital image correlation.</a> Proceedings of the XIth International Congress and Exposition on Experimental and Applied Mechanics. , (2008).</li><li>Durif, E., Fregonese, M., Rethore, J., Combescure, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+a+digital+image+correlation+controlled+fatigue+crack+propagation+experiment.">Development of a digital image correlation controlled fatigue crack propagation experiment.</a> EPJ Web of Conferences. 6, 31012 (2010).</li><li>Maletta, C., Bruno, L., Corigliano, P., Crupi, V., Guglielmino, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Crack-tip+thermal+and+mechanical+hysteresis+in+Shape+Memory+Alloys+under+fatigue+loading.">Crack-tip thermal and mechanical hysteresis in Shape Memory Alloys under fatigue loading.</a> Materials Science &amp; Engineering A. 616, 281-287 (2014).</li><li>Rupil, J., Roux, S., Hild, F., Vincent, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fatigue+microcrack+detection+with+digital+image+correlation.">Fatigue microcrack detection with digital image correlation.</a> The Journal of Strain Analysis for Engineering Design. 46 (6), 492-509 (2011).</li><li>Risbet, M., Feissel, P., Roland, T., Brancherie, D., Roelandt, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Digital+image+correlation+technique:+application+to+early+fatigue+damage+detection+in+stainless+steel.">Digital image correlation technique: application to early fatigue damage detection in stainless steel.</a> Procedia Engineering. 2, 2219-2227 (2010).</li><li>Tavares, P. J., Ramos, T., Braga, D., Vaz, M. A. P., Moreira, P. M. G. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=SIF+determination+with+digital+image+correlation.">SIF determination with digital image correlation.</a> International Journal of Structural Integrity. 6 (6), 668-676 (2015).</li><li>Hasheminejad, N., 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+to+investigate+crack+propagation+and+healing+of+asphalt+concrete.">Digital image correlation to investigate crack propagation and healing of asphalt concrete.</a> Proceedings of the 18th International Conference on Experimental Mechanics. , (2018).</li><li>Poncelet, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biaxial+high+cycle+fatigue+of+a+type+304L+stainless+steel:+cyclic+strains+and+crack+initiation+detection+by+digital+image+correlation.">Biaxial high cycle fatigue of a type 304L stainless steel: cyclic strains and crack initiation detection by digital image correlation.</a> European Journal of Mechanics / A Solids. 29 (5), 810-825 (2010).</li><li>Corigliano, P., 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=Fatigue+assessment+of+Ti-6Al-4V+titanium+alloy+laser+welded+joints+in+absence+of+filler+material+by+means+of+full-field+techniques.">Fatigue assessment of Ti-6Al-4V titanium alloy laser welded joints in absence of filler material by means of full-field techniques.</a> Frattura ed Integrit&#224; Strutturale. 43, 171-181 (2018).</li><li>Corigliano, P., Crupi, V., Guglielmino, E., Sili, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Full-field+analysis+of+AL/FE+explosive+welded+joints+for+shipbuilding+applications.">Full-field analysis of AL/FE explosive welded joints for shipbuilding applications.</a> Marine Structures. 57, 207-218 (2018).</li><li>Koster, M., Kenel, C., Lee, W., Leinenbach, C. <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+for+the+characterization+of+fatigue+damage+evolution+in+brazed+steel+joints.">Digital image correlation for the characterization of fatigue damage evolution in brazed steel joints.</a> Procedia Materials Science. 3, 1117-1122 (2014).</li><li>Vanlanduit, S., Vanherzeele, J., Longo, R., Guillaume, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+digital+image+correlation+method+for+fatigue+test+experiments.">A digital image correlation method for fatigue test experiments.</a> Optics and Lasers in Engineering. 47, 371-378 (2009).</li><li>Lorenzino, P., Beretta, G., Navarro, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Application+of+Digital+Image+Correlation+(DIC)+in+resonance+machines+for+measuring+fatigue+crack+growth.">Application of Digital Image Correlation (DIC) in resonance machines for measuring fatigue crack growth.</a> Frattura ed Integrit&#224; Strutturale. 30, 369-374 (2014).</li><li>Kov&#225;r&#237;k, O., 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=Resonance+bending+fatigue+testing+with+simultaneous+damping+measurement+and+its+application+on+layered+coatings.">Resonance bending fatigue testing with simultaneous damping measurement and its application on layered coatings.</a> International Journal of Fatigue. 82, 300-309 (2016).</li><li>Kov&#225;r&#237;k, O., 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=Fatigue+crack+growth+in+bodies+with+thermally+sprayed+coating.">Fatigue crack growth in bodies with thermally sprayed coating.</a> Journal of Thermal Spray Technology. 25 (1-2), 311-320 (2016).</li><li>Friedrich, N., Ehlers, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+simplified+welding+simulation+approach+used+to+design+a+fatigue+test+specimen+containing+residual+stresses.">A simplified welding simulation approach used to design a fatigue test specimen containing residual stresses.</a> Ship Technology Research. 66 (1), 22-37 (2019).</li><li>Gr&#233;diac, M., Hild, 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> Full-field measurements and identification in solid mechanics. , (2013).</li></ol>

Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.

Sunulan prosedür, testkesintiyden bir rezonans test makinesinde test edilen kaynaklı numuneler üzerindeki yorulma çatlaklarını tespit etmek ve izlemek için DIC'nin kullanılmasından oluşur. Uygulamadaki temel zorluk rezonans test makinesinin yüksek yük frekansıdır. DIC testleri için görüntülerin edinimi için nispeten kısa pozlama süreleri ve böylece yüksek aydınlatma gerektirir. Bu nedenle, aydınlatma maksimize edilmelidir. Öte yandan, metalik yüzeydeki yansımalar, kameralara giren ışık miktarını azaltacak polarizasyon filtrelerinin kullanılmasını gerektirebilir. Işığın kullanılabilirliğini daha iyi kullanmak için, hedeflerin diyafram açıklığı büyütülebilir. Bu odak derinliğini azaltacaktır. Bu nedenle, odak noktasının tam olarak numune yüzeyinin uzaklığı nda ayarlanmaları ve numunenin düzlem dışı hareketi nin odaklanmış aralığı aşmaması gerekir. Kameraların ve aydınlatmanın kurulumu özellikle dikkat gerektirir.
Bununla birlikte, DIC tarafından hesaplanan suşlar çok doğru olmayabilir(Şekil 6). Hesaplanan suşlar yüksek gürültü gösterebilir. DIC için kullanılan bazı fatürleri üzerinde, benek deseni tanınmayabilir ve suşlar hesaplanmaz. Ancak önerilen prosedür DIC sonuçlarının kalitesi açısından sağlam olduğunu kanıtlamıştır. Sonuçlar kaynaktaki suşları tam olarak belirlemek için yeterli olmasa bile, çatlakları tespit etmek yine de mümkün olmalıdır.
Burada sunulan popo kaynağı diğer kaynak geometrileri ile karşılaştırıldığında nispeten pürüzsüz bir kaynak toe vardır. Çatlaklar keskin bir çentik ve böylece yüksek stres konsantrasyonu ile kaynak ton boyunca kusurları başlatmak olasıdır. Ne yazık ki, hesaplama için kullanılan fasonlar tanınmayabileceğinden, bu tam konumlarda DIC tarafından suşları değerlendirmek mümkün olmayabilir. Örneğin, Şekil 5 numunenin sol tarafında başlayan bir çatlak gösterir, +25 mm yatay / -5 mm dikey de eksik yönleri. Ancak örnekte gösterildiği gibi, bazı yönleri değerlendirilmese bile çatlak başlatılır ve büyümeye başlar belirlemek hala mümkündür. Daha dik bir açıya ve daha keskin çentiklere (örn. uzunlamasına sertleştirme, fileto kaynağı) olan kaynaklar için, kaynak yüzeyine açıyı artırmak için kameraları ~15° eğmeye yardımcı olabilir. Önerilen prosedür uzunlamasına sertleştiriciler üzerinde de uygulandı. Kaynak toe nispeten keskin çentik rağmen güvenilir çatlak başlatma tespit etmek mümkün oldu.
Makroskopik çatlaklar% 1 veya daha fazla suşları ulaşıldığında kabul edilir. Kovárík ve ark.20tarafından yapılan bir çalışmada DIC, termal sprey kaplı, çentiksiz numuneler üzerindeki çatlakları tespit etmek için uygulanmıştır. Çatlak tespiti için eşik değerinin sonuçları önemli ölçüde etkilemeden %0,5 ve %1 aralığında belirlenebileceği belirtilmiştir. Bu değerler plaj işaretleri ile karşılaştırıldığında doğrulanır(Şekil 4 ve Şekil 5). Daha düşük bir değer daha erken bir çatlak algılamayol açar, ancak belirsizliklere daha yatkın olabilir ve daha az karşılaştırılabilir sonuçlar üretmek. Daha yüksek bir değer çatlak başlatma daha sonra tanınmasına yol açacaktır, ancak sonuçlar muhtemelen daha karşılaştırılabilir ve tekrarlanabilir olacaktır.
İlk yük döngüsünüstatik olarak uygulamak (adım 3.3) birçok test yapıldığında zaman alıcı olabilir. Kaynak toklarında (çentikte) plastik suşlar oluşmazsa, bu durum atlanabilir ve gerinim hesaplamaları için referans olarak boşaltılan koşul (adım 3.2) de atlanabilir. Aksi takdirde, görüntü kalitesi yeterliyse dinamik testin başında edinilen görüntülerden biri kullanılabilir (bkz. Şekil 6).
Yalnızca birkaç numune test edilirse, kurulum süresi hafife alınmamalıdır. Bu yüklemek ve doğru kameralar kurmak ve DIC değerlendirme için uygun görüntüleri almak için kalibrasyon gerçekleştirmek için biraz zaman ve yinelemeli döngüler gerektirebilir.
Örnek hazırlama, diğer taraftan, hızlı ve ucuzdur. Örnekler sadece benek patter uygulamak için temizlenmiş ve renk ile püskürtülür gerekir. Bu çok az maliyetle gelir ve özellikle çok sayıda numune test edilecekse, önerilen DIC tabanlı prosedürü pratik hale getirir.
Bir başka yararı, özellikle büyük numune setleri veya gece boyunca çalışan testler için, kameralar otomatik olarak tetiklenir ve testler kesintiye gerek yoktur.
DIC prosedürünün bir kısıtlaması, optik bir yöntem olarak yüzey çatlakları ile sınırlı olmasıdır. Ayrıca, numune test makinesine monte edilirken izlenecek alanın kameralar tarafından görülebilmesi gerekir.
Sunulan prosedür esas olarak teknik çatlakların başlangıcını tespit etmek için kullanılmıştır. Ama gösterildiği gibi, aynı zamanda çatlak büyüme nin değerlendirilmesi için izin verir (örneğin, çatlak yayılma oranlarını belirlemek için). Sonuç, yüzeyde görünen uzunluk olacaktır. Ancak çatlak ön eğriliği tespit edilemez.
Prosedür nispeten karmaşık bir yüzey topolojisi sunan kaynaklı numuneler üzerinde uygulanabilirliğini kanıtladı. Geometrik çentiklerin yokluğu DIC ölçümlerini kolaylaştırdığı için, kaynaklı olmayan numuneler için de geçerli olmalıdır. Benzer bir prosedür Kovárík ve ark.20'de çentiksiz numuneler üzerinde de uygulanmıştır.
Ayrıca servo-hidrolik test makinelerinde yorulma testleri için de bu prosedür uygulanabilir. Burada, test sıklığı bir rezonans test makinesidaha düşük olacaktır. Böylece kameraların pozlama süresi daha uzun olabilir, bu da kamera nın kurulumını kolaylaştırmalıdır.
Sonuç olarak, sunulan prosedür yorgunluk testlerinde çatlakların gelişimini incelemek için basit bir yol sunuyor. Teknik çatlakların saptanmasını ve çatlak yayılımının izlenmesini sağlar (örneğin, yorgunluk testlerinde çatlak yayılma oranlarını belirlemek için). Sonuçların açıklayıcı doğası, bunların yorumlanmasını ve değerlendirilmesini kolaylaştırır. Bu teknik, testleri kesintiye uğratmadan yüksek yükleme frekanslarına sahip rezonans test makineleri için geçerlidir. Ölçümler tamamen otomatiktir, bu nedenle sürekli denetime gerek yoktur. İlgi alanında nispeten karmaşık bir geometri sunan kaynaklı numuneler için geçerlidir. Küçük ölçekli numunelerde, numunenin tüm genişliğinin kapsama alanına sahiptir. Ayrıca, prosedür basit bir kurulum ve temel post işleme ile karakterizedir, mevcut yöntemlere pratik bir alternatif yapma.

Kaynaklar özellikle yorgunluk hasarlarına yatkındır. Yorulma özellikleri genellikle verimli bir şekilde test edilebilen küçük ölçekli numuneler üzerinde belirlenir. Testler sırasında döngüsel bir yük uygulanır. Sonunda bir çatlak başlatAcak ve makroskopik boyuta büyür. Çatlak daha sonra büyüyecek ve numune nin içinden yayılacak. Test genellikle numune tam olarak başarısız olana kadar çalıştırılır. Testin sonucu, uygulanan yük için başarısızlığa kadar yük devir lerinin sayısıdır. Bu son başarısızlık genellikle açıktır. Öte yandan, çatlak başlatma belirlemek için daha karmaşıktır. Ancak, numune kalınlığı üzerinde düzgün olmayan veya özellikle çatlak başlatmayı etkileyen parametrelerle ilgili araştırmalarda (örn. artık gerilmeler veya kaynak sonrası tedaviler) ilgi çekici olabilir.
Yorgunluk testleri sırasında çatlakların tespiti için farklı yöntemler mevcuttur. En basiti görsel muayene, boya penetrasyon testi veya gerinim ölçerlerin uygulanmasıdır. Daha gelişmiş yöntemler termografi, ultrason veya eddy akım testi içerir. Çatlak yayılımı, aponis zorlanma göstergeleri, akustik emisyon veya potansiyel düşme yöntemi kullanılarak belirlenebilir.
Önerilen yordam, numuneüzerindeki yüzey suşlarını görselleştirmek için dijital görüntü korelasyon (DIC) kullanır. Yorulma testleri sırasında makroskopik çatlakların oluşumunun saptanmasına olanak sağlar. Ayrıca, çatlak yayılımı test süresi boyunca izlenebilir. DIC için numune yüzeyine düzensiz bir desen uygulanır ve kameralar tarafından izlenir. Yükleme altında desen bozulması itibaren, yüzey suşları hesaplanır. Yüksek suşlar tanımlanmış eşik değerini aştığında çatlaklar ortaya çıkar (> %1) ve bu nedenle görünür hale gelir.
Hesaplamalı teknolojilerin ilerlemesi ile DIC, endüstriyel ve araştırma uygulamaları için giderek daha popüler hale gelmektedir. Çeşitli ticari ölçüm yazılım sistemleri yanı sıra açık kaynak yazılım mevcuttur1. Önerilen prosedür, makine ve inşaat mühendisliğiaraştırma tesislerinin giderek artan sayıda zaten mevcut bir teknolojinin başka bir kullanımı sunuyor.
Görsel denetimler veya boya penetrasyon testi ile karşılaştırıldığında, önerilen prosedür bir operatörün deneyimine ve kaynak tonundaki yerel geometriye bağlı olan öznel algıya dayalı değildir. Yüksek büyütme ile bile erken bir aşamada çatlaklar tespit etmek zor olabilir (yani, çatlak başlatma), özellikle tam konumu önceden bilinmemektedir. Ayrıca, DIC kullanılarak sonuçlar kaydedilir ve bu nedenle tekrarlanabilir ve karşılaştırılabilir, görsel denetim ise sadece anlık olarak mümkündür.
Tam alan ölçümü kullanılarak prosedür, numunenin tüm genişliğinin veya kaynağın uzunluğunun izlenmesine olanak tanır. Gerinim ölçerleri kullanılarak, ölçümleri yerelleştirilmelerinden, numune genişliği üzerine birkaç gösterge uygulamak gerekir. Gerinim ölçer sinyalindeki değişiklikler, çatlağı göre mesafeye ve konuma bağlıdır. Sonuç, çatlağın iki gösterge arasında mı yoksa bir tanesinin önünde mi başlatılacağına bağlıdır.
DIC'nin bir diğer yararı da görsel olması ve çatlağı tanımlayıcı bir görüntü vermesidir. Çatlak algılama veya çatlak büyümesi için akustik emisyon için gerinim göstergeleri kullanılarak, çatlak uzunluğunun kendisi izlenmez, ancak ölçülen gerilim veya akustik sinyallerdeki değişikliklerle belirlenir. Örneğin, Shrama ve ark.2 DIC akustik emisyon sinyallerinin anlaşılmasına ve yorumlanmasına izin verilmiştir. Diğer etkileyen faktörler veya sinyalleri müdahale eden sinyaller ölçülen sinyali etkileyebilir, belirsizliklere yol açabilir ve sonuçların dikkatli bir şekilde yorumlanmasını gerektirebilir.
DIC'nin yorgunluk testlerinde çatlakları izlemek için çeşitli uygulamaları bildirilmiştir. Birçok durumda DIC çatlak ucu3,4,5 de gerinim alanı değerlendirmek ve stres yoğunluğu faktörleri6,7,8 belirlemek veya bir mikroskobik üzerinde yorgunluk hasarları tespit etmek için kullanılır ölçek9,10. Bu durumlarda, mikroskobik görüntüler birkaç milimetre aralığında ilgi alanları araştırmak için kullanılır. Test edilen numuneler milimetre aralığında boyutları olan işlenmiş baz malzemeden oluşur. Daha büyük ölçüm alanları Tavares ve ark.11 tarafından stres yoğunluğu faktörlerini belirlemek için, Akustik emisyon sinyallerini incelemek için Shrama ve ark.2 ve asfalt betondaki çatlakları araştırmak için Haşdijad ve ark.12 tarafından kaydedildi. Poncelet ve ark.13, belirli sayıda yük döngüsü üzerinde göreceli gerinim artışını temel alan çatlak başlatmayı saptamak için DIC uygulanır. Testler işlenmiş yüzeye sahip numuneler üzerinde yapıldı. Kaynaklı14,15 veya brazed numuneler16 yorgunluk testleri sırasında suşların gelişimini kaydetmek için DIC kullanılarak incelenmiştir. Örnekler yandan gözlendi, derinliği yönde çatlak gelişimini gösteren, numunenin kenarında.
Söz konusu deneyler, birkaç hertz (< 15 Hz) yük frekansı olan servo-hidrolik test makinelerinde yapılmıştır. Genellikle dic için görüntüleri kaydetmek için testler kesildi. Vanlanduit ve ark.17, farklı test ve görüntü kayıt frekanslarını telafi etmek için koşu testi sırasında görüntü aldı ve algoritmalar uyguladı. Lorenzino ve ark.18 bir rezonans test makinesi üzerinde testler yaptı ve mikroskobik kameralar ile DIC görüntüleri yakaladı. Kovárík ve ark.19,20 kesinti olmadan 100 Hz frekansı ile bir rezonans test makinesi üzerinde testler yaptı, burada sunulan çok benzer bir prosedür kullanarak. Testler, bükme yükleri altında düz, kaplamalı numuneler üzerinde yapılmıştır. ~20 x 15 mm. Gerilim alanına ve deplasman alanına göre farklı çatlak değerlendirmeleri yapmak için tek bir kamera ve tetiklenmiş flaş kullanılmıştır.
Bu yazıda sunulan prosedür, çentik ve dolayısıyla bir stres konsantrasyonu sunan kaynaklı numuneler için uygulanır. İki kameralı bir 3D DIC sistemi kullanılır ve bu da numunenin düzlem deplasmanlarının dışında hesap vermenizi sağlar. Işık sabit iken kameralar tetiklenir. Çatlak tespiti, 55 x 40 mm'lik bir alanda ölçülen gerinim alanına dayanır.
Prosedür, yorulma testlerinde çatlakları tespit etmek için sağlam ve karşılaştırılabilir bir yol sunar. Ayrıca, çatlak yayılma bir kayıt sağlar. Yüksek yükleme frekansına sahip rezonans test makinelerinde uygulanabilir. Testlerin ölçümler için kesintiye uğraması gerekmez ve test sırasında hiçbir işlecinin bulunması gerekmez. Bu nedenle yordam, çatlak başlatma ve yayma hakkında bilgi almak için çok sayıda teste verimli bir şekilde uygulanabilir.

<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

Rezonans test makinelerinde yorulma testleri sırasında kaynaklı numuneler üzerindeki çatlakları tespit etmek için dijital görüntü korelasyon (DIC) kullanılarak bir prosedür sunulmuştur. Erken bir aşamada makroskopik çatlakları tanımlamak ve yorgunluk testleri sırasında çatlak yayılımLarını izlemek için pratik ve tekrarlanabilir bir prosedür olarak tasarlanmıştır. DIC kullanılarak kaynakta gerinim alanı ölçümlerinden oluşur. Görüntüler sabit yük çevrim aralıklarında alınır. Çatlaklar, yüksek suşlar olarak hesaplanan gerinim alanında görünür hale gelir. Bu şekilde, küçük ölçekli bir numunenin tüm genişliği, bir çatlağın nerede ve ne zaman başlatıldığını saptamak için izlenebilir. Daha sonra, çatlak uzunluğu gelişimini izlemek mümkündür. Elde edilen görüntüler kaydedilebildiği için, sonuçlar doğrulanabilir ve karşılaştırılabilir. Prosedür yüzeyde başlayan çatlaklar ile sınırlıdır ve laboratuvar koşullarında yorulma testleri için tasarlanmıştır. Sunulan prosedür, çatlağı görselleştirerek makroçatlakların oluşumundan numunenin yırtılmasına kadar doğrudan gözlemlemesine olanak tanır.

Çatlakları tespit etmek ve çatlak yayılımı izlemek için numunenin yükleme yönündeki gerinim çizilmiştir. Çatlaklar yüksek suşlar açısından görünür hale geldi (> %1).
İki yorgunluk testinden elde edilen sonuçlar sunulmaktadır. Testler farklı yük ve yük oranlarında yapıldı. Sonuçlar iki test arasında doğrudan karşılaştırma için tasarlanmamıştır, ancak bu testlerin tipik sonuçlarını temsil eder ve sunulan yordamın yeteneklerini gösterir.
Bir numunede bir çatlağın kaynaklı koşullarda gelişimi Şekil 4'tegösterilmiştir. Numune, soğutma sırasında kaynağın büzülmesi nedeniyle oluşan artık gerilmeler içeriyordu. X-ışını kırınımı ve delik delme ile ölçülür ve kaynak simülasyonları21ile hesaplanır. Numunenin ortasındaki gerilme gerilmeleri nedeniyle, çatlak orta hatta başlar. İlk olarak, gerginlik oluşan çatlak yerde artmaya başladı. Suşlar 2 mm (N = 755.000) uzunluğunda %1'i aştığında teknik bir çatlak varsayılmıştır. Çatlak daha sonra simetrik olarak her iki tarafa da yayılır. Tespit edilen çatlak uzunluğu test sırasında oluşturulan plaj işaretleri ile karşılaştırıldı ve iyi bir anlaşma gösterdi. DIC sonuçlarının videosu, plaj izlerinin oluşumu sırasında çatlak yayılımının nasıl yavaşladığını gösteriyor.
Strestenarındırılmış bir numunede çatlak gelişimi Şekil 5'tegösterilmiştir. Çatlak inisiyasyonu artık gerilmelerden etkilenmedi. Kaynak boyunca farklı yerlerde çeşitli çatlaklar oluştu. 574.000 devirden sonra 2 mm'lik bir çatlak tespit edildi. Tek çatlaklar sonra büyüdü ve sonunda birleşti. Tespit edilen çatlak uzunluğu yine plaj izlerine göre karşılaştırıldı.
Plaj işaretlerinin üretimi, DIC tekniği kullanılarak tespit edilen çatlak uzunluklarını doğrulamak için iyi bir olasılık sunar. Ayrıca, çatlak derinliğini numune yüzeyinde ölçülen uzunlukla ilişkilendirme olanağı sunar. Çatlak erken bir aşamada, yüzeye yakın, açıkça görülebilir plaj işaretleri elde etmek zor olabilir. Burada, sonuçlar DIC yaklaşımının avantajını gösterdi.
Şekil 4 ve Şekil 5'te sunulduğu gibi, işlemin sonucu kaynaktaki çatlakların gelişimini gösteren bir dizi görüntüdür (veya bir video). Bu görüntülerden çatlakların kaynağını ve sayısını belirlemek mümkündür. Ayrıca, bir çatlak belirli bir uzunluğa ulaştığında belirlemek için kullanılabilir. 2 mm uzunluğundaki çatlaklar makroskopik veya teknik olarak kabul edildi. Bu çatlak uzunluğu güvenilir görüntülerden alınabilir ve bu çalışmada testlerin bir dizi sonucu karşılaştırmak için kullanılmıştır. Ayrıca, bir mühendislik bakış açısından, bu çatlak uzunluğu mevcut denetim teknikleri kullanılarak hizmet tespit edilebilir olacaktır. Ortaya çıkan görüntülerden elde edilen çatlak uzunluğunu ölçerek ve yük devirlerinin sayısıyla ilişkilendirerek, bir çatlak büyüme eğrisi çizmek veya çatlak büyüme oranlarını belirlemek de mümkündür. Bunlar çatlak yayılımının mekanik hesaplamalarında ilgi çekici olabilir.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60390/60390fig1.jpg"> Şekil 1: Yorulma testleri için kullanılan çok katmanlı K-popo kaynak örnekleri. Milimetre boyutları. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60390/60390fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60390/60390fig2.jpg"> Şekil 2: Kaynakta dijital görüntü korelasyoniçin spekülatif desen. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60390/60390fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60390/60390fig3.jpg"> Şekil 3: Numunenin üzerine monte edilmiş bir iskele yapısı tarafından desteklenen DIC kameralar ve ışıklarla test kurulumu. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60390/60390fig3large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60390/60390fig4.jpg"> Şekil 4: Yükleme yönünde (dikey) bir çatlak gelişimini gösteren yüzde gerilme ve kaynaklı koşullarda bir numune üzerinde plaj işaretleri ile karşılaştırılması. N = yük döngülerinin sayısı. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60390/60390fig4large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60390/60390fig5.jpg"> Şekil 5: Yükleme yönünde (dikey) çatlakların gelişimini gösteren yüzde gerilme ve stresle hafifletilmiş bir numunedeki plaj işaretleriyle karşılaştırılması. N = yük döngülerinin sayısı. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60390/60390fig5large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60390/60390fig6.jpg"> Şekil 6: Yükleme yönünde ilk, statik yük döngüsü (N = 1) ve farklı sayıda yük döngüsünde yorulma testinin başında ki maksimum yükteki yüzde gerilme. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60390/60390fig6large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
Ek Dosya 1: Tetik Listesi. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60390/triggerlist.txt" target="_blank">Bu dosyayı görüntülemek için lütfen buraya tıklayın (İndirmek için sağ tıklatın).</a>

Watch this Scientific Journal Video about Crack Monitoring in Resonance Fatigue Testing of Welded Specimens Using Digital Image Correlation at JoVE.com

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

Dijital görüntü korelasyonmakoskopik çatlakları tespit etmek ve kaynaklı numunelerde çatlak yayılmasını izlemek için bir rezonans test makinesi üzerinde yorulma testlerinde kullanılır. Numune yüzeyindeki çatlaklar artmış suşlar olarak görünür hale gelir.

Dijital Görüntü Korelasyonkullanılarak Kaynaklı Örneklerin Rezonans Yorulma Testinde Çatlak İzleme

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

Kaynaklı detayların yorulma özellikleri genellikle küçük ölçekli numuneler üzerinde belirlenir ve bu özellikler verimli bir şekilde test edilebilir. Test döngüsel bir yük uygulanmasından oluşur. Eninde sonunda mikroskobik bir çatlak başlayacak.Çatlak daha sonra büyüyecek ve numune nin içinden yayılacak. Test, numune kaybolana kadar çalıştırılır. Testin sonucu, boru yük seviyesi için arıza yayana kadar yük çevrimlerinin sayısıdır.Başarısızlık Bu bulgu genellikle oldukça açıktır, ama nasıl çatlak başlatma belirlenebilir? Aşağıdaki dijital görüntü korelasyonundan deneysel bir yaklaşım sunulmuştur. Aşağıdaki testte kullanılan numuneler 10mm ile 25mm plaka arasında çok katmanlı bir plaka içerir.Numuneler 355'te yapısal çelikten yapılmıştır. Yorgunluk yükleme çatlaklar 10mm plaka üzerinde kaynak deliğinde oluşması bekleniyor. Dijital görüntü korelasyon için numune yüzeyine bir benek deseni uygulanır.Kaynak ve çevresi herhangi bir kir veya yağ temizlendikten sonra, desen sprey boya kullanılarak uygulanır. Benekler beyaz ve siyah boyanın alternatif tabakaları ile elde edilir. Püskürtme, yakın bir boya tabakası değil, ince benekler oluşturan numuneden biraz uzakta tutulur.Benekler 0.1mm kadir büyüklüğünde mümkün olduğunca ince olmalıdır. Testler 200 kiloluk newton rezonans test makinesinde yapılır. Bu kurulumda dijital görüntü korelasyon kameraları numunenin üzerine yerleştirilir.Kamera mercelerinin odak noktasını ve diyafram açıklığını düzgün bir şekilde ayarlamak çok önemlidir. Kısa pozlama sürelerine izin verebilmek için yeterli aydınlatma sağlanmalıdır. Dört LED ışık numunenin yakınına yerleştirilmişti.Yansımaları azaltmak için ışıklara ve kameralara polarizasyon filtreleri uygulandı. Testler 34 Hz yükleme frekansında çalıştırılır ve bu da her yük çevrimi için yaklaşık 29 milisaniyelik bir süreyle sonuçlanır. Kameraların pozlama süresi bu yük süresinin yeterince küçük bir kısmı olmalıdır.Kullanılan kurulum için 0,8 milisaniyelik bir pozlama süresinin uygun olduğu kanıtlanmıştır. Kameralar test makinesinden gelen kuvvet sinyali tarafından tetiklenir. Tetikleme sinyali ile gerçek görüntü edinimi arasındaki gecikmeyi telafi etmek için, tetikleyiciyi yük sinyalinin zirvesinden biraz önce ayarlamak gerekebilir.İlk yük döngüsü statik olarak uygulanır. Maksimum yükte kaynağın görüntüsü alınır. Döngüsel yükleme için gerçek yorulma testi daha sonra başlatılır.Görüntüler, test makinesinden gelen kuvvet sinyali tarafından tetiklenen önceden tanımlanmış yük döngüleri aralıklarında, testi kesintiye uğratmadan çekilir. Test süresi boyunca yaklaşık 100-200 görüntü elde etmek için aralık seçilmelidir. Bu, aşırı veri toplamakaçınırken, gerekli doğrulukla çatlak başlatma belirlemek için yeterli olmalıdır.Plaj işaretleri nin üretimi isteğe bağlıdır. Dijital görüntü korelasyon tarafından algılanan çatlak uzunluğunu doğrulamak için burada uygulanır. Dönemler azaltılmış bir yük aralığıdır ve yorulma testi süresince periyodik olarak tanıtılır.Bu aralıklar sırasında azalan çatlak yayılımı, testi tamamladıktan sonra çatlak yüzeyindeki semielliptical işaretler açısından görünür hale gelir. Testten sonra, numunenin yükleme yönündeki suşları hesaplamak için dijital görüntü korelasyonları değerlendirilir. Tam yordam uygulanan yazılıma bağlıdır.Suşları hesaplamak için ilk statik yük döngüsünden görüntü referans olarak kullanılır ve ardışık görüntüler için hesaplanan tüm suşlar göreceli olacaktır. Kontrol planının menzili olası gürültü ve kanıt çatlak oluşumunu bastırmak için uyarlanmıştır. Daha sonra test süresi boyunca elde edilen görüntüleri çalıştırın.Sonunda kaynak deliğinde gerginlik artmaya başlayacak, başka bir çatlak oluştuğunu gösteren. Teknik veya mikroskobik çatlak başlatma, kabul edilen kısıtlama 2mm uzunluğunda% 1 aştı iken. Kaynaklı durumda bu örnek, numunenin ortasında gerilme gerilmeleri ve kenarlarda sıkıştırıcı gerilmeler içerir.Bu nedenle çatlağın numunenin orta çizgisine yakın bir şekilde başlaması beklenmektedir. Bu noktada mikroskobik bir çatlak oluşmuştur. Gözlenen çatlak uzunluğunu doğrulamak için, sonuçlar test sırasında oluşturulan plaj işaretleri ile karşılaştırılır.Çatlak büyüme gözle görülür plaj işaretleri oluşumu sırasında yavaşladı. Bu örnek kaynaktan sonra stresle rahatladı. Çatlak inisiyasyonu bu nedenle artık gerilmelerden etkilenmez.Kaynak boyunca farklı yerlerde çeşitli çatlaklar oluştu. Onlar plaj işaretleri ile belirtildiği gibi büyüdü ve sonunda birleşti. Dijital görüntü korelasyonunu kullanarak sunulan prosedür, teknik çatlak başlatma ve yorulma testleri sırasında monitör ve çatlak yayılımı sağlar.Yüksek yük frekansına sahip rezonans test makinelerinde, çalışan testi kesintiye uğratmadan uygulanabilir. Kaynaklı numuneler üzerinde benimsenen, kaynak deliğinde başlayan çatlakları tespit etmek için numunenin tüm genişliğini kaplamaya olanak sağlar.

Research

JoVE Journal

Engineering

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

Yumuşak Malzemelerin Mekaniği Çalışması Dijital Projektör ve Uygulama Kullanarak Mikro 3D Baskı

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

Tek Bindirme Kesme Testi aracılığıyla Kaynaklı Eklemler Mekanik Karakterizasyonu için termoplastik kompozit Kuponlar Ultrasonik Kaynak

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

Lazerle Projeksiyonlu Fototermal Termografi Kullanılarak Yapısal Isıtma Yöntemiyle Alt Yüzey Kusurlu Lokalizasyonu

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

A Novel Method for In Situ Electromechanical Characterization of Nanoscale Specimens

A Novel Method for In Situ Electromechanical Characterization of Nanoscale Specimens

Için yeni bir yöntem<em&gt; Yerinde</emNanoscale Örneklerinin Elektromekanik Karakterizasyonu

Electrically assisted deformation (EAD) is increasingly being used to improve the formability of metals during processes such as sheet metal rolling and ...

Resonance Fluorescence of an InGaAs Quantum Dot in a Planar Cavity Using Orthogonal Excitation and Detection

Rezonans Floresans ortogonal uyarma ve algılama kullanarak düzlemsel boşluğunda bir InGaAs kuantum nokta

The ability to perform simultaneous resonant excitation and fluorescence detection is important for quantum optical measurements of quantum dots (QDs). ...

Ultrasonic Fatigue Testing in the Tension-Compression Mode

Ultrasonik yorgunluk gerginlik-sıkıştırma modunda test

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 ...

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

Microstructurally küçük yorgunluk ölçülerini tam alanlı zorlanma dijital görüntü korelasyon yöntemi kullanarak yayma çatlamak

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 ...

Intermediate Strain Rate Material Characterization with Digital Image Correlation

Dijital görüntü korelasyon ile orta gerilim oranı malzeme karakterizasyonu

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

Micromechanical Tension Testing of Additively Manufactured 17-4 PH Stainless Steel Specimens

Katkılı Olarak Üretilen 17-4 PH Paslanmaz Çelik Numunelerin Mikromekanik Gerilim Testi

This study presents a methodology for the rapid fabrication and micro-tensile testing of additively manufactured (AM) 17-4PH stainless steels by combining ...

In vitro Assessment of Aortic Regurgitation Using Four-Dimensional Flow Magnetic Resonance Imaging

In vitro Assessment of Aortic Regurgitation Using Four-Dimensional Flow Magnetic Resonance Imaging

İn vitro Aort Yetersizliğinin Dört Boyutlu Akış Manyetik Rezonans Görüntüleme Kullanılarak Değerlendirilmesi

Aortic regurgitation (AR) refers to backward blood flow from the aorta into the left ventricle (LV) during ventricular diastole. The regurgitant jet ...