Digitális képkorreláció elvén működő nyúlásmérés alkalmazása a modern szakítóvizsgálatban.

Ezt a módszert gyakran használják a teljes felületen bekövetkező elmozdulás és nyúlás mérésére, valamint széles körben alkalmazzák a tudomány és ipar különböző területein is. A felcsíptethető extenzométerekkel összehasonlítva a deformáció finom részleteiről gyűjtött információ mennyisége a mechanikai vizsgálat közben növekszik, mivel a digitális képkorreláció elvén működő eszközök helyi és átlag adatokat is képesek biztosítani.

 

Hogyan működik?

A digitális képkorrelációs módszer ponthalmazokat vizsgál a képen. A nyúlás hatására bekövetkező alakváltozás a pontok mozgását eredményezi, a szoftver pedig követi ezek helyzetváltoztatását. Az alábbi képen látható a pont elmozdulása a t₁ időpillanatban a t₀-hoz képest.

 

 

 

 

 

 

 

 

A kép megjelenítése a számítógépben számokként történik. A különböző értékek a színskála különböző értékeit jelölik. Az alábbi képen látható, hogyan jelenik meg egy kereszt képe a számítógép memóriájában.

 

A nyúlás során a pixel értékei is változnak, ahogy a megfigyelt pont- vagy pixelhalmaz elmozdul. Az alábbi kép egy részleges elmozdulást mutat be pixelértékekben kijelezve:

A kívánatos működéshez elengedhetetlen megfelelő mintázat kialakítása a próbatesten, melyet a szoftver a nyúlás során követni tud. A túlságosan finom minta problémákhoz vezethet a kiértékelés során, ezért az azt felépítő elemeknek körülbelül 3-5 pixel nagyságúnak kell lennie, hogy nagy térbeli felbontást érjünk el, és legalább 3 elemnek láthatónak kell lennie. A mintázatot felvihetjük a próbatestre jelölőtollal, alkalmazhatunk színes sprayt (leginkább területi elemzésnél javasolt), festékport, nagy méretű minták esetén pedig alkalmazható festősablon. Papír vagy műanyag alkatrész esetén a mintát nyomtathatjuk is a próbatest felületére.

 

Miért lehet szükséges a DIC alkalmazása?

Mert az egyszerű és a továbbfejlesztett anyagok vizsgálatára egyaránt képes. Mert alkalmazható a végeselemes szimulációk eredményeinek validálására a nyúláseloszlásra és lehajlásra vonatkozóan. Mert képes az új, speciális célokra fejlesztett anyagok vizsgálatára is.

Valamikor nem lehetséges felcsíptethető nyúlásmérő használata, pl. fa vagy műanyagfóliák használata esetében –túl nehéz lenne a fóliának, használatával nem kapnánk valós eredményeket–, magas hőmérsékletű hőkamrák alkalmazásakor, valamint egyetemeken és kutatás-fejlesztési laboratóriumokban, ahol számos különböző vizsgálat és anyagminőség előfordul. Ilyen esetben páratlan lehetőség az optikai nyúlásmérő használata.

Az anyagtudományban az egyik legfontosabb paraméter a Young-féle rugalmassági modulus. Ez kiszámítható például a feszültség és nyúlás értékéből a 0,05 és 0,25%-os nyúlási értékeknél, de ehhez nagyon pontos mérőberendezésre van szükség. A legnagyobb pontosságú eredmények élettartamra vonatkozó, szilárdsági és anyagoptimalizálási számításokhoz használatosak.

 

Milyen területeken hasznos a DIC?

Alkalmazott mechanika

A digitális képkorreláció módszere a legprogresszívebb technikák közé tartozik a szerkezeti alkatrészek teljes felületen végzett nyúlás elemzésében. A DIC lehetővé teszi a deformációk kiszámítását egytengelyű vizsgálat esetén is ugyanúgy, mint többtengelyű terhelés alkalmazása során fárasztóvizsgálat közben. A Sobriety által fejlesztett videoextenzométer szoftveréből lehetőség van az adatok CSV fájlba való exportálására vagy azok vizsgáló/kiértékelő szoftverbe történő online beküldésére.

Gépipar

A DIC legegyszerűbb és leggyakrabban használt alkalmazása a videoextenzométer. A Mercury RT szoftverben számos eszköz áll rendelkezésre a nyúlás, kontrakció és a hárompontos hajlítóvizsgálat során mért lehajlás mérésére. Lehetőség van a szoftverrel a nyírófeszültség vagy deformáció mérésére is a mintán.

Polimer és gumiipari alkalmazás

Az eredmények a vizsgálat elején és végén a legfontosabbak. Műanyagok esetén a nyúlás 10x-100x nagyobb lehet, mint az acélok esetében, ezért nehézséget jelenthet a műanyagipari termékek szakítóvizsgálatakor a nyúlás mérése. Erre a problémára megoldást nyújtanak a Sobriety rendszerei, ugyanis lehetőség van több kamera együttes működésére, így széles tartományban vizsgálható a minták nagymértékű nyúlása.

Mechanikai technológiák

A fém lemezalakítás egy nagyon fontos folyamat az autóiparban. A lemez minőségét ellenőrizni és becsülni kell. A lemezalkatrészek mechanikai tulajdonságainak vizsgálatára egy ismert eljárás a biaxiális vizsgálóberendezés. Ezt a vizsgálati módszert mostanában más anyagok elemzésére is használják, úgymint textil és geotextil anyagok, polimer filmek stb.

A biaxiális vizsgálat során alkalmazott kamerák használatának előnye, hogy a vizsgálatból kapott adatok felhasználhatók az egyéni tengelyekre eső terhelések szabályozására, így biztosítva a tökéletesen egységes terhelést az anyagon.

Azok az anyagok, amelyekből alkatrész készül, sokszor magas hőmérsékletnek vannak kitéve, ezért ilyen körülmények között is vizsgálni kell tulajdonságaikat. Ide tartoznak például az ausztenites acélok erőműveknél vagy gőzkazánoknál, stb.

A magashőmérsékletű vizsgálatok a kemence teljesítményétől függenek. Valójában vízhűtés nélkül legfeljebb 1000-1200°C-ig terjedő vizsgálatra van lehetőség. Ezek mindig hosszú idejű vizsgálatok, hiszen időt vesz igénybe, mire a kemence felmelegszik vagy vizsgálat után lehűl. Ezen a hőmérsékleten a nyúlásmérés lézerextenzométer használatával lehetséges.

Ahogy látható, számos területen alkalmazható a digitális képkorreláció elvén működő technológia, legyen szó kutatás-fejlesztésről vagy az ipar bármely területéről. A Sobriety termékei kompatibilisek a Hegewald&Peschke szakítógépekkel, professzionális konstrukciót alkotva számos speciális vizsgálat elvégzéséhez.

 

Érdeklődni a szakterületet vezető kollégánknál lehet:

Szabó Tamás –  Szakítóvizsgálat

Hívjon minket: 06 1 420 5883

Vagy írjon e-mailt