اندازه گيري ميدان كرنش و نرخ كرنش در حين ماشين كاري بر پايه روش هم ربطي تصاوير

In-situ measurement of strain and strain rate during machining based on image correlation analysis

كرنش و نرخ كرنش از موثرترين پارامترهاي فرآيند ماشين كاري به شمار مي روند كه تاثير مسقيم بر رفتار ماده در حين شكل گيري براده دارند. مطالعه تشكيل براده، بررسي رفتار ماده حين ماشين كاري در نواحي مختلف برش، توسعه مدل هاي تحليلي و شناخت صحيح فرآيند ماشين كاري وابسته به اندازه گيري كرنش و نرخ كرنش است. از جمله پارامترهايي از رفتار ماده كه به شدت تحت تاثير كرنش و نرخ كرنش قرار دارد تنش سيلان است كه از آزمون ميله اسپليت هاپكينسون به دست مي آيد. نشان داده شده است كه داده هاي به دست آمده از اين آزمون، نتايج دقيقي براي فرآيند ماشين كاري به دست نمي دهد چرا كه دامنه كرنش و نرخ كرنش در اين آزمون نسبت به موارد مشابه در ماشين كاري با سرعت هاي مرسوم قابل قياس نيست. اين امر لزوم ايجاد تجهيزات آزموني را گوشزد مي كند كه توسط آن بتوان كرنش و نرخ كرنش را حين عمليات ماشين كاري اندازه گيري كرد. استفاده از روش هاي تماسي مرسوم براي محاسبه كرنش و نرخ كرنش، مانند نصب سنسورهاي كرنش سنج، در حين فرآيند ماشين كاري ميسر نمي باشد. در اين تحقيق روش اندازه گيري كرنش و نرخ كرنش بر پايه روش هم ربطي تصاوير حين فرآيند ماشين كاري ارايه شده است، كه به كمك آن مي توان به مطالعه رفتار ماده حين ماشين كاري پرداخت.

Strain and strain rate are two of the most important parameters of machining. They directly affect the material behavior during chip formation. The study of chip formation, consideration of material behavior in different shear zones during machining, developing analytical models and understanding the process is highly dependent on the measurement of strain and strain rate. Flow stress, as an instance of material behavior, is the function of strain and strain rate. Flow stress is measured using Split Hopkinson bar test. It is shown that the data obtained using this test cannot be accurately employed for machining simulations as the strain and strain rate ranges are far different during machining. This fact indicates the necessity of developing a test set-up by which direct measurement of strain and strain rate during machining is possible. In this paper, a non-contact method based on image correlation analysis is employed to directly measure the strain and strain rate during the machining process, by means of which the material behavior could be more accurately studied.