{"id":16329,"date":"2024-09-19T09:51:42","date_gmt":"2024-09-19T07:51:42","guid":{"rendered":"https:\/\/dev.shimadzu-testing.com\/?p=16329"},"modified":"2025-02-05T11:17:42","modified_gmt":"2025-02-05T10:17:42","slug":"3d-dic-analysis-of-a-metal-specimen-following-animpact-compression-test-by-the-hopkinson-barmethod","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/shimadzu-testing.com\/de\/wissen-wie\/hochgeschwindigkeits-videokamera\/3d-dic-analysis-of-a-metal-specimen-following-animpact-compression-test-by-the-hopkinson-barmethod\/","title":{"rendered":"3D-DIC-Analyse einer Metallprobe nach einem Schlag-Druckversuch mit der Hopkinson-Stabmethode"},"content":{"rendered":"
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\tDas Verst\u00e4ndnis der Eigenschaften von Materialien ist wichtig\nbei der Gestaltung von Produkten. Aus diesem Grund gibt es verschiedene\nPr\u00fcfnormen wie Zugpr\u00fcfung, Druckpr\u00fcfung und\nDruckpr\u00fcfung und Biegepr\u00fcfung. In Bezug auf Transportflugzeuge,\nmuss die M\u00f6glichkeit von Aufprallbelastungen ber\u00fccksichtigt werden\nber\u00fccksichtigt werden, d. h. um die Eigenschaften eines\nEigenschaften eines Materials zu verstehen, m\u00fcssen neben den statischen\nzus\u00e4tzlich zu den statischen Eigenschaften erfasst werden m\u00fcssen. Unter\nist eine Schlagpr\u00fcfung erforderlich, da die Spannungs-Dehnungs\nSpannungs-Dehnungs-Charakteristik eines Werkstoffs unterschiedlich sein kann\nwenn es einer statischen Belastung ausgesetzt ist und wenn es\neiner Schlagbelastung ausgesetzt ist. Die Hopkinson-Stabmethode\nist eine Methode f\u00fcr die Schlagpr\u00fcfung. Vorgeschlagen von Bertram\nHopkinson vorgeschlagene Methode verformt eine Probe durch Schlag.\nEin Schlagbalken wird mit einem Balkenwerfer gegen einen Eingangsbalken geschossen,\nund \u00fcbertr\u00e4gt eine elastische Druckwelle durch den\nEingangsstab eine elastische Druckwelle, die eine pl\u00f6tzliche Kraft auf die Probe aus\u00fcbt\nauf die Probe auszu\u00fcben, die den Eingangsstab ber\u00fchrt.1) Ein Schema der\nHopkinson-Stabmethode ist in Abb. 1 dargestellt.\nIn dieser Studie wurde ein Schlagdruckversuch\nan einer Probe aus einer Aluminiumlegierung nach der\nHopkinson-Stab-Methode durchgef\u00fchrt. Die Dehnungsverteilung auf der\nOberfl\u00e4che der Probe wurde durch Aufzeichnung\nder Pr\u00fcfung mit zwei HPVTM-X2 Hochgeschwindigkeits-Videokameras\n(im Folgenden als HPV-X2 bezeichnet) aufgezeichnet und eine 3D\ndigitale Bildkorrelationsanalyse (DIC) durchgef\u00fchrt.*1\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t*1 DIC-Analyse
\nDiese Technik vergleicht ein zuf\u00e4lliges Muster auf der Oberfl\u00e4che eines\nObjekts vor und nach der Verformung des Objekts, um das Ausma\u00df der\nAusma\u00df der Musterbewegung zu untersuchen. Das hier verwendete Zufallsmuster\nwurde auf einen Transferaufkleber gedruckt und der Aufkleber auf die\nauf die Oberfl\u00e4che der Probe geklebt.\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Messsystem<\/strong><\/h2>\n

Aufzeichnung eines Schlagkompressionstests aus zwei\nRichtungen mit zwei HPV-X2 Hochgeschwindigkeits-Videokameras\nerm\u00f6glicht eine dreidimensionale Messung der Verschiebung.\nDa in dieser Studie ein zylindrischer Probek\u00f6rper verwendet wurde, war eine\nwurde eine dreidimensionale Verformungsmessung\nerforderlich. Dementsprechend wurde die Pr\u00fcfung\nsynchron aus zwei Richtungen aufgezeichnet. Abb. 2 und 3 zeigen\nden Beobachtungs- und Versuchsaufbau. Die f\u00fcr die Aufzeichnung\nAufzeichnung des Versuchs verwendeten Ger\u00e4te sind in Tabelle 1 aufgef\u00fchrt. Das Video\nvon den HPV-X2-Kameras aufgezeichneten Videos wurden mit der\nder VIC-3D DIC-Software analysiert, um die Dehnungsverteilung zu bestimmen.\nDa VIC-3D die HPV-X2-Kameras steuern kann, sind Kalibrierung\nund Analyse einfach durchgef\u00fchrt werden.\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\"Abb.\t\t\t\t\t\t\t\t<\/a>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t
Abb. 2 Aufbau des Aufnahmeger\u00e4ts<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\"Abb.\t\t\t\t\t\t\t\t<\/a>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t
Abb. 3 Pr\u00fcfaufbau mit eingesetzter Probe<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Ergebnisse der Messung<\/strong><\/h2>\n

Der Test wurde mit 500.000 Bildern pro Sekunde aufgezeichnet.\nAbb. 4 zeigt die Ergebnisse der 3D-DIC-Analyse. Die Analyse\nErgebnisse zeigen eine Dehnung in der Testrichtung. Da die\nProbe gestaucht wurde, w\u00e4hrend sie durch den\ndurch den Eingangsstab und den Ausgangsstab komprimiert wurde, ist die Dehnung in Zugrichtung\nZugrichtung, wenn auch gering, an beiden Enden der Probe\nProbek\u00f6rpers. Die Ergebnisse zeigen auch, dass mit dem Fortschreiten der Pr\u00fcfung\ndie Dehnung in Druckrichtung mit fortschreitendem\nan der Oberseite der Probe konzentriert. Dies zeigt\ndass es sich bei diesem Versuch nicht um einen echten\nDruckversuch war und die Verformung sich auf eine\nauf eine Seite konzentriert war.\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Schlussfolgerung<\/h2>\n

Zwei HPV-X2 Hochgeschwindigkeitskameras wurden f\u00fcr die 3D-DIC\nAnalyse eines Druckversuchs nach der Hopkinson-Stabmethode\nMethode. Zur Durchf\u00fchrung einer 3D-DIC-Analyse eines\ndurchzuf\u00fchren, werden Hochgeschwindigkeitskameras ben\u00f6tigt, die eine hohe\nhohe Aufnahmegeschwindigkeit und hohe Aufl\u00f6sung haben und gleichzeitig\nsynchronisierte Aufnahmen aus zwei Richtungen erm\u00f6glichen\nnotwendig. Ausgestattet mit all diesen Eigenschaften ist die HPV-X2\ndie optimale Hochgeschwindigkeits-Videokamera f\u00fcr 3D-DIC\nAnalysen von Schlagversuchen.\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\"Abb.\t\t\t\t\t\t\t\t<\/a>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t
Abb. 4 Ergebnisse der 3D-DIC-Analyse (Zeitintervall zwischen den Bildern: 32 \u03bcs)<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\tDer Test wurde in Zusammenarbeit mit dem Labor f\u00fcr Strukturmechanik der Abteilung f\u00fcr Maschinenbau der Fakult\u00e4t f\u00fcr Naturwissenschaften und Technik der Ritsumeikan-Universit\u00e4t\nund Ingenieurwesen der Ritsumeikan-Universit\u00e4t durchgef\u00fchrt.

\nReferenz
\n1) Kichinosuke Tanaka und Yoji Adachi, Aeronautical and Space Sciences Japan, Band 21, Ausgabe 230 (1973)
\nHPV ist eine Marke der Shimadzu Corporation.\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t
<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t
\n\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t

Herunterladen<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t