Hochgeschwindigkeits-Videokamera, hpv-x2

3D-DIC-Analyse einer Metallprobe nach einem Schlag-Druckversuch mit der Hopkinson-Stabmethode

Das Verständnis der Eigenschaften von Materialien ist wichtig bei der Gestaltung von Produkten. Aus diesem Grund gibt es verschiedene Prüfnormen wie Zugprüfung, Druckprüfung und Druckprüfung und Biegeprüfung. In Bezug auf Transportflugzeuge, muss die Möglichkeit von Aufprallbelastungen berücksichtigt werden berücksichtigt werden, d. h. um die Eigenschaften eines Eigenschaften eines Materials zu verstehen, müssen neben den statischen zusätzlich zu den statischen Eigenschaften erfasst werden müssen. Unter ist eine Schlagprüfung erforderlich, da die Spannungs-Dehnungs Spannungs-Dehnungs-Charakteristik eines Werkstoffs unterschiedlich sein kann wenn es einer statischen Belastung ausgesetzt ist und wenn es einer Schlagbelastung ausgesetzt ist. Die Hopkinson-Stabmethode ist eine Methode für die Schlagprüfung. Vorgeschlagen von Bertram Hopkinson vorgeschlagene Methode verformt eine Probe durch Schlag. Ein Schlagbalken wird mit einem Balkenwerfer gegen einen Eingangsbalken geschossen, und überträgt eine elastische Druckwelle durch den Eingangsstab eine elastische Druckwelle, die eine plötzliche Kraft auf die Probe ausübt auf die Probe auszuüben, die den Eingangsstab berührt.1) Ein Schema der Hopkinson-Stabmethode ist in Abb. 1 dargestellt. In dieser Studie wurde ein Schlagdruckversuch an einer Probe aus einer Aluminiumlegierung nach der Hopkinson-Stab-Methode durchgeführt. Die Dehnungsverteilung auf der Oberfläche der Probe wurde durch Aufzeichnung der Prüfung mit zwei HPVTM-X2 Hochgeschwindigkeits-Videokameras (im Folgenden als HPV-X2 bezeichnet) aufgezeichnet und eine 3D digitale Bildkorrelationsanalyse (DIC) durchgeführt.*1
*1 DIC-Analyse
Diese Technik vergleicht ein zufälliges Muster auf der Oberfläche eines Objekts vor und nach der Verformung des Objekts, um das Ausmaß der Ausmaß der Musterbewegung zu untersuchen. Das hier verwendete Zufallsmuster wurde auf einen Transferaufkleber gedruckt und der Aufkleber auf die auf die Oberfläche der Probe geklebt.

Messsystem

Aufzeichnung eines Schlagkompressionstests aus zwei Richtungen mit zwei HPV-X2 Hochgeschwindigkeits-Videokameras ermöglicht eine dreidimensionale Messung der Verschiebung. Da in dieser Studie ein zylindrischer Probekörper verwendet wurde, war eine wurde eine dreidimensionale Verformungsmessung erforderlich. Dementsprechend wurde die Prüfung synchron aus zwei Richtungen aufgezeichnet. Abb. 2 und 3 zeigen den Beobachtungs- und Versuchsaufbau. Die für die Aufzeichnung Aufzeichnung des Versuchs verwendeten Geräte sind in Tabelle 1 aufgeführt. Das Video von den HPV-X2-Kameras aufgezeichneten Videos wurden mit der der VIC-3D DIC-Software analysiert, um die Dehnungsverteilung zu bestimmen. Da VIC-3D die HPV-X2-Kameras steuern kann, sind Kalibrierung und Analyse einfach durchgeführt werden.

Abb. 2 Aufbau des Aufnahmegeräts
Abb. 2 Aufbau des Aufnahmegeräts
Abb. 3 Prüfaufbau mit eingesetzter Probe
Abb. 3 Prüfaufbau mit eingesetzter Probe

Ergebnisse der Messung

Der Test wurde mit 500.000 Bildern pro Sekunde aufgezeichnet. Abb. 4 zeigt die Ergebnisse der 3D-DIC-Analyse. Die Analyse Ergebnisse zeigen eine Dehnung in der Testrichtung. Da die Probe gestaucht wurde, während sie durch den durch den Eingangsstab und den Ausgangsstab komprimiert wurde, ist die Dehnung in Zugrichtung Zugrichtung, wenn auch gering, an beiden Enden der Probe Probekörpers. Die Ergebnisse zeigen auch, dass mit dem Fortschreiten der Prüfung die Dehnung in Druckrichtung mit fortschreitendem an der Oberseite der Probe konzentriert. Dies zeigt dass es sich bei diesem Versuch nicht um einen echten Druckversuch war und die Verformung sich auf eine auf eine Seite konzentriert war.

Schlussfolgerung

Zwei HPV-X2 Hochgeschwindigkeitskameras wurden für die 3D-DIC Analyse eines Druckversuchs nach der Hopkinson-Stabmethode Methode. Zur Durchführung einer 3D-DIC-Analyse eines durchzuführen, werden Hochgeschwindigkeitskameras benötigt, die eine hohe hohe Aufnahmegeschwindigkeit und hohe Auflösung haben und gleichzeitig synchronisierte Aufnahmen aus zwei Richtungen ermöglichen notwendig. Ausgestattet mit all diesen Eigenschaften ist die HPV-X2 die optimale Hochgeschwindigkeits-Videokamera für 3D-DIC Analysen von Schlagversuchen.

Abb. 4 Ergebnisse der 3D-DIC-Analyse (Zeitintervall zwischen den Bildern: 32 μs)
Abb. 4 Ergebnisse der 3D-DIC-Analyse (Zeitintervall zwischen den Bildern: 32 μs)
Der Test wurde in Zusammenarbeit mit dem Labor für Strukturmechanik der Abteilung für Maschinenbau der Fakultät für Naturwissenschaften und Technik der Ritsumeikan-Universität und Ingenieurwesen der Ritsumeikan-Universität durchgeführt.

Referenz
1) Kichinosuke Tanaka und Yoji Adachi, Aeronautical and Space Sciences Japan, Band 21, Ausgabe 230 (1973)
HPV ist eine Marke der Shimadzu Corporation.

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