मध्यवर्ती विकृति दर सामग्री डिजिटल छवि सहसंबंध के साथ लक्षण वर्णन
Summary
यहां हम एक उच्च गति इमदादी हाइड्रोलिक लोड फ्रेम का उपयोग मध्यवर्ती तनाव दरों पर तन्य नमूनों की गतिशील लक्षण वर्णन के लिए एक पद्धति प्रस्तुत करते हैं । तनाव गेज इंस्ट्रूमेंटेशन और विश्लेषण के लिए प्रक्रियाएं, साथ ही नमूनों पर डिजिटल छवि सहसंबंध तनाव मापन के लिए भी परिभाषित किए जाते हैं ।
Abstract
गतिशील लोड के तहत एक सामग्री की यांत्रिक प्रतिक्रिया आमतौर पर स्थैतिक परिस्थितियों में अपने व्यवहार से अलग है; इसलिए, सामग्री लक्षण वर्णन के लिए इस्तेमाल आम quasistatic उपकरण और प्रक्रियाओं गतिशील भार के तहत सामग्री के लिए लागू नहीं हैं । एक सामग्री की गतिशील प्रतिक्रिया इसके विरूपण दर पर निर्भर करता है और मोटे तौर पर उच्च में वर्गीकृत है (यानी, 200 से अधिक/एस), मध्यवर्ती (यानी, 10 − 200/एस) और कम तनाव दर शासनों (यानी, 10/ इन सरकारों में से प्रत्येक के लिए विशिष्ट सुविधाओं और परीक्षण प्रोटोकॉल के लिए कॉल के लिए अधिग्रहीत डेटा की विश्वसनीयता सुनिश्चित करते हैं । उच्च गति इमदादी-हाइड्रोलिक सुविधाओं और सत्यापित परीक्षण प्रोटोकॉल के लिए सीमित पहुँच के कारण, वहाँ मध्यवर्ती तनाव दर पर परिणामों में एक उल्लेखनीय अंतर है. वर्तमान पांडुलिपि इन मध्यवर्ती तनाव दरों पर विभिंन सामग्रियों के लक्षण वर्णन के लिए एक मांय प्रोटोकॉल प्रस्तुत करता है । तनाव गेज इंस्ट्रूमेंटेशन और डिजिटल छवि सहसंबंध प्रोटोकॉल भी हर एक परीक्षण से विस्तृत डेटा के अत्यंत स्तर को निकालने के लिए मानार्थ मॉड्यूल के रूप में शामिल हैं । कच्चे डेटा के उदाहरण, सामग्री और परीक्षण setups की एक किस्म से प्राप्त (उदाहरण के लिए, तन्य और कतरें) प्रस्तुत किया है और विश्लेषण प्रक्रिया आउटपुट डेटा को संसाधित करने के लिए प्रयोग किया जाता है वर्णित है । अंत में, वर्तमान प्रोटोकॉल का उपयोग कर गतिशील लक्षण वर्णन की चुनौतियों, सुविधा और संभावित समस्याओं पर काबू पाने के तरीकों की सीमाओं के साथ चर्चा कर रहे हैं ।
Introduction
अधिकांश सामग्री उनके यांत्रिक व्यवहार में तनाव दर निर्भरता के कुछ डिग्री का प्रदर्शन1 और, इसलिए, यांत्रिक परीक्षण केवल quasistatic तनाव दरों पर किए गए गतिशील के लिए सामग्री गुण निर्धारित करने के लिए उपयुक्त नहीं है अनुप्रयोगों. सामग्री की तनाव दर निर्भरता आम तौर पर यांत्रिक परीक्षण प्रणालियों के पांच प्रकार का उपयोग कर जांच की है: पारंपरिक पेंच ड्राइव लोड फ्रेम, इमदादी-हाइड्रोलिक सिस्टम, उच्च दर इमदादी-हाइड्रोलिक सिस्टम, प्रभाव परीक्षकों, और hopkinson बार सिस्टम 1. भाजित hopkinson सलाखों पिछले ५० वर्षों के लिए सामग्री के गतिशील लक्षण वर्णन के लिए एक आम सुविधा गया है2। वहां भी है hopkinson सलाखों को संशोधित करने के लिए मध्यवर्ती और कम तनाव दरों पर परीक्षण के प्रयास किए गए हैं । हालांकि, इन सुविधाओं को आम तौर पर उच्च तनाव की दर के लिए अधिक उपयुक्त है सामग्री की विशेषताएं (यानी, आमतौर पर 200 से अधिक/ इसमें विकृति दर पर साहित्य में अंतर है, 10 − 200/s की सीमा में मध्यवर्ती तनाव दरों पर सामग्री संपत्तियों की विशेषता (यानी, विभाजित हॉपकिंसन बारों से प्राप्त quasistatic और उच्च तनाव दर परिणामों के बीच3), जो कि कारण है सुविधाओं के लिए सीमित उपयोग और मध्यवर्ती तनाव दर सामग्री परीक्षण की विश्वसनीय प्रक्रियाओं की कमी ।
एक उच्च गति इमदादी-हाइड्रोलिक लोड फ्रेम एक स्थिर और पूर्वनिर्धारित वेग पर नमूना करने के लिए लोड लागू होता है. इन लोड फ्रेम एक सुस्त अनुकूलक, जो तन्यता परीक्षणों में से लाभ, crosshead लोडिंग शुरू होने से पहले वांछित वेग तक पहुँचने के लिए अनुमति देता है. सुस्त अनुकूलक सिर लक्ष्य वेग तक पहुँचने के लिए एक निश्चित दूरी (जैसे, ०.१ मीटर) यात्रा करने के लिए अनुमति देता है और फिर नमूना करने के लिए लोड लागू करने के लिए शुरू होता है । उच्च गति इमदादी-हाइड्रोलिक लोड फ्रेम आम तौर पर विस्थापन नियंत्रण मोड के तहत परीक्षण करने और लगातार इंजीनियरिंग तनाव की दर3का उत्पादन करने के लिए एक स्थिर actuator वेग बनाए रखने ।
नमूना बढ़ाव मापने के लिए तकनीक आम तौर पर या तो संपर्क या noncontact तकनीकों4के रूप में वर्गीकृत कर रहे हैं । संपर्क तकनीकों में इस तरह के क्लिप-ऑन एक्सटेंसोमीटर के रूप में उपकरणों का उपयोग शामिल है, जबकि लेजर एक्सटेंसोमीटर noncontact मापन के लिए नियोजित कर रहे हैं । चूंकि संपर्क एक्सोमीटर जड़त्व प्रभावों से ग्रस्त हैं, वे गतिशील परीक्षणों के लिए उपयुक्त नहीं हैं; noncontact एक्सटेंसोमीटर इस समस्या से ग्रस्त नहीं हैं ।
डिजिटल छवि सहसंबंध (DIC) एक ऑप्टिकल, गैर संपर्क, पूर्ण क्षेत्र तनाव मापन तकनीक है, जो तनाव को मापने के लिए गेज तनाव के लिए एक वैकल्पिक दृष्टिकोण है/और चुनौतियों में से कुछ पर काबू पाने (जैसे, बज घटना) के साथ जुड़े गतिशील सामग्री लक्षण वर्णन5. प्रतिरोध तनाव गेज सीमाओं से इस तरह के माप के एक सीमित क्षेत्र, बढ़ाव की एक सीमित सीमा के रूप में, और सीमित बढ़ते तरीकों से पीड़ित कर सकते हैं, डीआईसी हमेशा के दौरान नमूना सतह से एक पूर्ण क्षेत्र तनाव माप प्रदान करने में सक्षम है, जबकि प्रयोग.
प्रस्तुत प्रक्रिया डीआईसी के साथ एक उच्च गति इमदादी-हाइड्रोलिक लोड फ्रेम के उपयोग का वर्णन करता है और प्रयोगात्मक प्रक्रिया के विवरण को स्पष्ट करने के लिए हाल ही में विकसित मानक दिशानिर्देश6 के लिए एक पूरक दस्तावेज के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है । इमदादी-हाइड्रोलिक लोड फ्रेम पर अनुभाग परीक्षण setups की एक किस्म के लिए पीछा किया जा सकता है (जैसे, तन्य, compressive, और कतरें) और यहां तक कि आम quasistatic लोड फ्रेम के साथ के रूप में अच्छी तरह से, और, इसलिए, सुविधाओं की एक विशाल रेंज शामिल हैं । इसके अलावा, डीआइसी अनुभाग मामूली संशोधनों के साथ, यांत्रिक या थर्मल परीक्षणों के किसी भी प्रकार के लिए अलग से लागू किया जा सकता है.
Protocol
Representative Results
Discussion
प्रयोग से प्राप्त कच्चे डेटा नमूना ज्यामिति और नमूना पर तनाव गेज स्थान से प्रभावित होता है ।. कम तनाव दर गतिशील परीक्षणों में लोड डेटा एक piezo-बिजली लोड वॉशर उच्च तनाव दर पर लोड फ्रेम में शामिल द्वारा अधिग…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
लेखक dmitrii klishch, मिशेल delannoy, टायलर musclow, फ्रेजर kirby, यहोशू ilse और एलेक्स naftel से महान सहायता स्वीकार करते हैं । सुरक्षा सामग्री प्रौद्योगिकी (एसएमटी) कार्यक्रम के माध्यम से राष्ट्रीय अनुसंधान परिषद कनाडा (nrc) द्वारा वित्तीय सहायता की भी सराहना की जाती है ।
Materials
| Camera Lens | Opto Engineering | Telecentric lens 23-64 | |
| High Speed Camera | SAX Photron Fastcam | ||
| High Speed DAQ | National Instruments | USB-6259 | |
| High Speed Servo-Hydraulic Load Frame | MTS Systems Corporation | Custom Built | |
| Jab Bullet Light with diffuser | AADyn JAB BULLET | 15° diffusers | |
| Strain gauge | Micro-Measurements | Model EA-13-062AQ-350 |
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