Application of thermography metod to the investigation of two-dimensional elastic-plastic states

• Autorzy: Kozłowska B.

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie metody termografii do badania płaskich stanów sprężysto-plastycznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the paper, the author presents the application of thermography method for investigation of elastic-plastic states in two-dimensional models. The experimental testing was carried out on the duralumin elements with different stress concentrators loaded by uniformly distributed tensile stresses. The changes of temperature distribution on the surface of the models during loading process were recorded by a thermovision camera. On the basis of calibrating test carried out on the stretched element, the relationship between loading, temperature increment and specimen elongation was determined. Quantitative temperature distribution in chosen cross-sections of the models was determined using thermograms received for various levels of loading. On the basis of the obtained results, the author estimated the accuracy of the method as well as its usability for investigation of the plastic zones' localization and propagation.

PL

W pracy przedstawione zostały wyniki badań przeprowadzonych metodą termograficzną na płaskich modelach elementów konstrukcyjnych osłabionych koncentratorami naprężeń (otworami) o różnych kształtach. Modele, wykonane z duraluminium, zostały obciążone równomiernie rozłożonymi na końcach naprężeniami rozciągającymi wywołującymi częściowe uplastycznienie materiału. Zmiany rozkładu temperatury na powierzchni modeli podczas procesu obciążania rejestrowane były w sposób ciągły przy pomocy kamery termowizyjnej. Na podstawie badań wstępnych, przeprowadzonych na rozciąganym elemencie bez otworów o szerokości takiej, jak badane modele, zostały sporządzone zależności między wydłużeniem modelu a jego obciążeniem i przyrostem temperatury. Do opracowania ilościowego rozkładu temperatury w wybranych przekrojach modeli wykorzystano termogramy odpowiadające określonym poziomom obciążenia w zakresie sprężysto-plastycznym. Na podstawie otrzymanych wyników oszacowano dokładność stosowanej metody i jej przydatność do badania lokalizacji i rozprzestrzeniania się stref plastycznych.

Słowa kluczowe

EN

mechanics of solids; experimental methods; elastic-plastic states; thermographic method

PL

mechanika ciał stałych; metody eksperymentalne; stany sprężysto-plastyczne; metoda termograficzna

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN
• Czasopismo: Archive of Mechanical Engineering
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. LIX, nr 3
• Strony: 297—312
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys.

Twórcy

autor

Kozłowska B.

• Warsaw University of Technology, Faculty of Mechatronical Engineering, ul. Św. Andrzeja Boboli 8, 02-525 Warsaw, Poland

Bibliografia

• [1] Barone S., Patterson E.A.: Full-field Separation of Principal Stresses by Combined Thermo-and Photoelasticity. Experimental Mechanics 36(4), 1996, 318-324.
• [2] Blanc R.H., Giacometti E.: Infrared stroboscopy - a method for the study of thermomechanical behaviour of materials and structures at high rates of strain. Int. Journal Solids Structures, vol. 17, 1981, 531-540.
• [3] Fung Y.C.: Foundations of Solid Mechanics. Prentice-Hall, 1965, polskie tłumaczenie, PWN, 1969.
• [4] Gadaj S.P., Nowacki W.K., Pieczyska E.A.: Investigation of temperature distribution during plastic deformation of stainless steel. Proc. of Eurotherm Seminar QIRT'96, Stuttgart, September 1996.
• [5] Handzel-Powierża Z., Choroś J.: Próba zastosowania termowizji do badania strefy plastycznej na wierzchołku karbu. Mat. VIII Sympozjum Doświadczalnych Badań w Mechanice Ciała Stałego, Warszawa 1978, część 1, 300-308.
• [6] Kozłowska B.: Strain and stress analysis in two-dimensional elastic-plastic state by moirė method. Transactions of FAMENA XXXII (1), 2008. 19-26.
• [7] Kozłowska B.: The investigation of elastic-plastic states by photoelastic coating method. Proc. of 25th DANUBIA-ADRIA Symposium on Advances in Experimental Mechanics, České Budějovice 2008, 129-130.
• [8] Kozłowska B.: Doświadczalna analiza plastycznego zniszczenia elementów konstrukcji. Prace Naukowe Politechniki Radomskiej - Transport 3(23) 2005, 283-288.
• [9] Oda I., Doi T., Sakamoto H., Yamamoto M.: Inference of plastic deformation in welding residual stress field from infrared thermography. Recent Advances in Experimental Mechanics -proc. of the 10th International Conference on Experimental Mechanics, Lisbon, 1994, 817-822.
• [10] Oliferuk W.: Application of infrared radiation detection to the metal behaviour investigation under mechanical loading. Journal of Theoretical and Applied Mechanics, Vol. 34, No. 2, 1996, 439-458.
• [11] Oliferuk W.: Proces magazynowania energii i jego strukturalny aspekt podczas jednoosiowego rozciągania stali austenitycznej. Prace IPPT/11, Warszawa 1997.
• [12] Pasierski J., Pyrzanowski P. Stupnicki J.: Elastooptyka i termowizja - mariaż dający nowe możliwości rozdzielenia składowych tensora naprężenia. Mat. XVI Sympozjum Mechaniki Eksperymentalnej Ciała Stałego. Jachranka 1994, 288-291.
• [13] Pastrama S.D., Iliescu N., Atanasiu C.: Photoelastic analysis for overdeterministic calculation of the stress intensity factor. Proc. of 22nd DANUBIA-ADRIA Symposium on Advances in Experimental Mechanics, Parma 2005, 45-46.
• [14] Pieczyska E.A., Gadaj S.P., Nowacki W.K., Tobushi H.: Phase-Transformation Fronts Evolution for Stress- and Strain-Controlled Tension Tests in TiNi Shape Memory Alloy. Experimental Mechanics, Vol. 46, No. 4. 2006. 531-542.
• [15] Rauch B.J., Rowlands R.E.: Stress Separation of Thermoelastically Measured Isopachics. Experimental Mechanics 41(4). 2001, 358-367.
• [16] Szczepiński W.: Method of characteristic in computation of the experimental stress analysis. Bull. de l' Acad. Polonaisa des Sc. XII( 112). 1964.
• [17] Wung P., Walsh T., Ourchane A., Stewart W., Jie M.: Failure of Spot Welds under in-plane Static Loading. Experimental Mechanics 41(1). 2001, 100-106.