junior researcher of the Research Institute of Progressive Technologies
младший научный сотрудник Научно-исследовательского института прогрессивных технологий
junior researcher of the Research Institute of Progressive Technologies
младший научный сотрудник Научно-исследовательского института прогрессивных технологий
PhD (Physics and Mathematics), Deputy Director of the Research Institute of Progressive Technologies, professor of Chair of Engineering Design and Materials
кандидат физико-математических наук, заместитель директора Научно-исследовательского института прогрессивных технологий, профессор кафедры инженерного проектирования и материалов
Digital image correlation (DIC) method is widely used all over the world when solving various tasks such as the control and monitoring of vibration of bridges, wind-power generators, snowslides, following the objects transfer in security systems and crash-tests, measuring local deformations and their distribution within the objects of various scale-levels, from micro- up to macro-. This paper covers the solution of the last specified problem, which is the measuring of deformation fields formed in the result of localized deformation using the DIC method. As the objects of the research, the authors selected such phenomena as the shear bands production in metallic glasses and the twinning in magnesium, actively discussed by the academic community nowadays. The authors carried out the mechanical testing of samples with video-registration of the deformable surface and followed up the procedure of sample surface preparing, and data getting and processing using the DIC method. The deformation fields on the surfaces of metallic glass and magnesium samples are measured. It is shown, that the experimentally measured field of displacement around the shear band apex to a high accuracy matches the theoretically calculated dislocation field in the isotropic material. The authors identified that the deformation field of magnesium sample changes the morphology asymmetrically during the load reversal and the local deformation amounts up to 20 % when twinning magnesium. The application of sub-pixel algorithm allowed achieving the resolution that is two orders greater than the resolution of the optical system used in the study. The authors concluded on the DIC method high efficiency when studying microdeformation of materials, including the deformation events on the example of shear bands and a twin.
Метод корреляции цифровых изображений (КЦИ) широко используется во всем мире при решении самых разнообразных задач, таких как контроль и мониторинг вибрации мостов, ветряных генераторов, схода снежных лавин, отслеживание перемещений объектов в системах безопасности и краш-тестах, измерение локальных деформаций и их распределения в объектах различного масштабного уровня – от микро- до макро-. Данная работа посвящена решению последней указанной задачи, а именно измерению деформационных полей, образованных в результате локализованной деформации, методом КЦИ. В качестве объектов исследования были выбраны явления, активно обсуждаемые научным сообществом в настоящее время: образование полос сдвига в металлических стеклах и двойникование в магнии. Проведены механические испытания образцов с видеорегистрацией деформируемой поверхности. Отработаны методики подготовки поверхности образцов, получения и обработки данных методом КЦИ. Измерены поля деформации на поверхности образцов металлического стекла и магния. Показано, что экспериментально измеренное поле смещения вокруг вершины полосы сдвига с большой точностью совпадает с теоретически рассчитанным полем дислокации в изотропном материале. Обнаружено, что деформационное поле магниевого образца несимметрично изменяет морфологию при смене знака нагрузки. Установлено, что локальная деформация при двойниковании магния доходит до 20 %. Использование субпиксельного алгоритма позволило достичь разрешения, превышающего на два порядка разрешение оптической системы, применяемой в работе. Сделан вывод о высокой эффективности метода КЦИ при исследовании микродеформации материалов, в т. ч. единичных актов деформации на примере полосы сдвига и двойника.