Vysokorýchlostná videokamera, hpv-x2

3D-DIC analýza kovovej vzorky po nárazovej tlakovej skúške metódou Hopkinsonovej tyče

Pochopenie vlastností materiálov je dôležité pri navrhovaní výrobkov. Z tohto dôvodu existujú rôzne testovacích noriem, ako sú napríklad skúšky v ťahu, v tlaku a skúšky ohybom. Pokiaľ ide o dopravné lietadlá, sa musí brať do úvahy možnosť znášania nárazového zaťaženia to znamená, že na presné posúdenie pochopiť vlastnosti materiálu, je potrebné zohľadniť nárazové vlastnosti musia byť okrem statických vlastností zachytené aj vlastnosti nárazové. Na stránke . je potrebné najmä rázové skúšanie, pretože napätie a deformácia materiálu sa môžu líšiť medzi keď je vystavený statickému zaťaženiu a keď je vystavené rázovému zaťaženiu. Hopkinsonova tyčová metóda je jednou z metód rázovej skúšky. Navrhol ju Bertram Hopkinson, táto metóda deformuje vzorku nárazom. Úderná tyč sa vystrelí proti vstupnej tyči pomocou tyčového odpaľovača, a prenáša tlakovú pružnú vlnu cez tyč. vstupnú tyč, čím sa na vzorku pôsobí náhlou silou, ktorá sa dotýka vstupnej tyče.1) Schéma Hopkinsonovej tyčovej metódy je znázornená na obr. 1. V tejto štúdii sa uskutočnila skúška nárazovým stlačením vykonaná na vzorke z hliníkovej zliatiny pomocou Hopkinsonovou tyčovou metódou. Rozloženie deformácie na na povrchu vzorky bolo vizualizované zaznamenávaním skúšky pomocou dvoch vysokorýchlostných videokamier HPVTM-X2 (ďalej len HPV-X2) a vykonaním 3D digitálnej obrazovej korelácie (DIC).*1

*1 DIC analýza
Táto technika porovnáva náhodný vzor na povrchu pred a po deformácii objektu s cieľom preskúmať veľkosti pohybu vzoru. Tu použitý náhodný vzor bol vytlačený na prenosnú nálepku a nálepka bola pripevnená na povrch vzorky.

Systém merania

Záznam nárazovej kompresnej skúšky z dvoch pomocou dvoch vysokorýchlostných videokamier HPV-X2 umožňuje trojrozmerné meranie posunutia. Keďže v tejto štúdii bola použitá valcová vzorka, bolo trojrozmerné meranie posunutia bolo potrebné. V súlade s tým sa test zaznamenal synchrónne z dvoch smerov. Obrázky 2 a 3 ukazujú pozorovacie a skúšobné usporiadanie. Zariadenie použité na záznamu testu je uvedené v tabuľke 1. Video zaznamenané kamerami HPV-X2 boli analyzované pomocou softvéru VIC-3D DIC na určenie rozloženia deformácie. Keďže VIC-3D môže ovládať kamery HPV-X2, kalibrácia a analýzu možno vykonať jednoducho.

Výsledky merania

Test bol zaznamenaný rýchlosťou 500 000 snímok za sekundu. Na obr. 4 sú uvedené výsledky 3D-DIC analýzy. Analýza naznačujú deformáciu v smere skúšky. Keďže vzorka bola stlačená, pričom bola obmedzená vstupnou tyčou a výstupnou tyčou, deformácia v ťahu v smere ťahu, aj keď mierne, sa pozoruje na oboch koncoch vzorky. Z výsledkov tiež vyplýva, že pri skúške postupovala deformácia v smere stláčania sústredilo v hornej časti vzorky. To naznačuje že táto skúška sa neukázala ako skutočná a deformácia sa sústredila na jednej strane.

Záver

Na 3D-DIC sa použili dve vysokorýchlostné kamery HPV-X2 kompresnej skúšky pomocou Hopkinsonovej tyče metódou. S cieľom vykonať 3D-DIC analýzu nárazovej skúšky sa použili vysokorýchlostné kamery, ktoré majú vysokú rýchlosť záznamu a vysoké rozlíšenie a zároveň sú schopné synchronizovaný záznam z dvoch smerov, sú potrebné. Kamera HPV-X2 je vybavená všetkými týmito funkciami. je optimálna vysokorýchlostná videokamera pre 3D-DIC analýzy nárazových skúšok.

Test bol zaznamenaný v spolupráci s Laboratóriom stavebnej mechaniky na Katedre strojárstva Prírodovedeckej fakulty UK. a inžinierstva na Ritsumeikan University.

Odkaz
1) Kichinosuke Tanaka a Yoji Adachi, Aeronautical and Space Sciences Japan, Volume 21, Issue 230 (1973)
HPV je ochranná známka spoločnosti Shimadzu Corporation.