4D変位フィールド測定からのポリマーマトリックスコンポジットの損傷検出

標準のデジタルボリューム相関（DVC）アプローチにより、個別の状態間の変位場を測定することにより、試験片の変形の定量的分析を実行できます。したがって、このようなフレームワークは、スキャンの数によって制限されます（取得期間のため）。負荷ステップごとに1つの投影のみを考慮すると、投影ベースのデジタルボリューム相関（P-DVC）により、4D（つまり、空間と時間）のフルフィールド測定値を荷重履歴全体で実行できます。求められている変位フィールドは、分離された変数、つまり時間的および空間モードの基礎にわたって分解されます。現在の作業では、空間モードはスキャンごとのDVCを介して構築され、P-DVCを介して時間振幅のみが求められています。提案された方法は、機械加工されたノッチを含むガラス繊維マット強化ポリマー試料に適用され、その場で環状張力にさらされ、X線コンピューター断層撮影を介して画像化されます。本明細書に使用されるP-DVC強化DVCメソッドは、障害までの負荷履歴全体にわたる損傷の成長を定量化することができます。

Standard Digital Volume Correlation (DVC) approaches enable quantitative analyses of specimen deformation to be performed by measuring displacement fields between discrete states. Such frameworks are thus limited by the number of scans (due to acquisition duration). Considering only one projection per loading step, Projection-based Digital Volume Correlation (P-DVC) allows 4D (i.e., space and time) full-field measurements to be carried out over entire loading histories. The sought displacement field is decomposed over a basis of separated variables, namely, temporal and spatial modes. In the present work, the spatial modes are constructed via scan-wise DVC, and only the temporal amplitudes are sought via P-DVC. The proposed method is applied to a glass fiber mat reinforced polymer specimen containing a machined notch, subjected to in situ cyclic tension and imaged via X-ray Computed Tomography. The P-DVC enhanced DVC method employed herein enables for the quantification of damage growth over the entire loading history up to failure.