Analysis of Large In-Plane Displacement and Strain in Rubber Using 2-D Scanner-Based Digital Image Correlation - Goh, Ching Pang (2017)
Pelbagai teknik korelasi imej digital (DIC) telah diperkenalkan pada masa lalu untuk menyelesaikan masalah medan penglihatan (FOV) yang terhad untuk ukuran defomasi yang besar. Walau bagaimanapun, kaedah-kaedah tersebut berkongsi satu kelemahan iaitu FOV yang rendah. Dalam penyelidikan ini, satu kaedah yang baru iaitu korelasi imej digital dua dimensi berasaskan pengimbas (2-D SB-DIC) yang memberikan FOV yang besar untuk pengukuran deformasi yang besar bagi specimen getah asli (uNR) yang tidak diisi telah dibangunkan. Untuk mendapatkan data bagi anjakan, terikan, beban dan tekanan, imej-imej telah diimbas dan diproses. Data anjakan diperolehi dengan menggunakan algoritma korelasi imej meningkat. Min untuk modulus tangen and modulus sekan bagi specimen uNR yang diperolehi daripada kaedah 2-D SB-DIC dari lima eksperimen berulang telah dibandingkan dengan hasilan yang diperolehi daripada mesin ujian sejagat (UTM). Satu algoritma baru untuk pemetaan deformasi yang besar bagi specimen uNR dalam satu langkah tanpa memerlukan siri deformasi imej juga dibangunkan. Terikan paksi yang diperolehi daripada cadangan algoritma langkah tunggal 2-D SB-DIC telah dibanding dengan hasilan yang diperolehi daripada algoritma konvensional meningkat korelasi imej digital. Ujian-ujian agihan terikan yang tidak homogen juga telah dijalankan dengan menganalisa deformasi bagi dua specimen getah bersegi empat yang mengandungi lubang bulat dan segi empat tepat dengan menggunakan algoritma yang dicadangkan. Peta-peta terikan paduan bagi spesimen getah segi xxiii empat tepat dibandingkan dengan hasilan yang diperolehi daripada model unsur terhingga (FEM). Modulus Young yang diperoleh dengan menggunakan algoritma mengingkat 2-D SB-DIC menunjukkan maksimum kesilapan mutlak sebanyak 9.5% pada 250% terikan paksi dan 4.2% pada 50% terikan paksi bagi modulus tangen and modulus sekan, masing-masing. Sementara itu sisihan maksimum nisbah Poisson berdasarkan terikan kejuruteraan dan terikan sebenar sehingga nilai ambang bagi ketakbolehmampatan untuk bahan polimer adalah hanya 1.36% dan 1.24%, masing-masing. Maksimum sisihan mutlak sebanyak 10.7% pada terikan paksi 320% telah didapati dengan menggunakan cadangan algoritma langkah tunggal 2-D SB-DIC. Untuk ujian-ujian agihan terikan tidak homogen, perbandingan hasilan peta terikan menunjukkan bahawa cadangan algoritma langkah tunggal berganding dengan kaedah 2-D SB-DIC boleh digunakan untuk pemetaan terikan dengan tepat bagi bahan deformasi yang besar seperti getah. Algoritma 2-D DIC langkah tunggal menghapuskan ralat kumulatif yang diperkenalkan daripada algoritma 2-D DIC meningkat di samping mengurangkan masa pemprosesan dalam pemerolehan imej dan imej korelasi dengan banyak.