بررسي قابليت روش برهم‌نگاري ليزري به منظور بازرسي غير مخرب

Feasibility of digital image correlation for non-destructive evaluation

روش برهم‌نگاري تصاوير ديجيتال به عنوان ابزاري براي اندازه گيري جابجايي ها و كرنش هاي سطحي به طور گسترده مورد استقبال قرار گرفته است. ايجاد الگوي لكه اي در روش برهم‌نگاري تصاوير ديجيتال با محدوديت هايي همراه است. بنابراين براي ايجاد الگوي لكه اي علاوه بر استفاده از اسپري رنگ تكنيك هاي متعدد ديگري از جمله استفاده از نور ليزر نيز ارائه شده است. استفاده از روش برهم‌نگاري به عنوان تكنيك غيرمخرب براي آشكار سازي عيوب در تحقيقات پيشين محدود به ترك هاي سطحي بوده است. در اين تحقيق سعي شده است قابليت روش برهم‌نگاري در آشكار سازي عيوب زير سطحي مورد بررسي قرار گيرد. براي ايجاد الگوي لكه اي مناسب براي برهم‌نگاري، در اين تحقيق از نور ليزر استفاده شده است. در راستاي اين تحقيق يك نمونه پلي پروپيلني با عيب مصنوعي زير سطحي ساخته شد و با استفاده از دستگاه كشش تك محوره تحت بارگذاري قرار گرفت. تصاوير برهم‌نگاري قبل و بعد از بارگذاري نمونه، ثبت شده و مورد مطالعه قرار گرفتند. نتايج محاسبه شده براي جابجايي سطحي در راستاي كشش و عمود بر آن با موفقيت وجود عيب را آشكار نمودند. در گام بعدي براي بررسي بيشتر كرنش هاي سطحي محاسبه شدند. تمركز كرنش سطحي در نتايج بدست آمده، نشان دهنده وجود عيب در قطعه بود. ابعاد و شكل تقريبي عيب مصنوعي در توزيع كرنش ها در راستاي اعمال كشش قابل تشخيص مي باشد.

Digital image correlation (DIC) is widely used as a tool to measure displacements and surface strains. The generation of speckle pattern in DIC technique has some limitations. In addition to spray paint, other techniques including laser speckle have also been proposed to generate speckle patterns. In previous studies, the use of DIC as a non-destructive technique has been limited to detect the surface cracks. In the current study, the feasibility of DIC for detection of subsurface defects was investigated. A laser beam was utilized to generate the DIC speckle pattern. The tensile load was applied to a polypropylene specimen containing an artificial subsurface defect. The DIC images were recorded and analyzed before and after loading the specimen. The results of surface displacement in the direction of tension and perpendicular to tension revealed the defect. To study further, the surface strains of the specimen were determined. In the obtained results, the strain concentration indicated the defect in the specimen. The approximate size and shape of the artificial defect are recognizable in the measured strain distribution.