השימוש בהולוגרפיה בניתוח תהליכי עיוות מתכת

Holography הפכה לטכניקה חיונית לחקר תהליכי עיוות מתכת.על ידי הקלטת ושיחזור גל הקדמי המלא של אור מפוזר משטח מתכת, ההולוגוגרפיה מספקת מדידות תלת מימדיות, לא מגע של עקירה ועם רגישות תת-מיקרומטר. יכולת זו מאפשרת למהנדסים וחומרים למדענים מתעוררים להתבונן כיצד מתכות מגיבות לעומס מכני בזמן אמת, גילוי כגון זרימה מפלסטיק, סדקים, חנק, ועייפות, הן תכונות נוספות של שיטות ניתוח הדמיה, ואפילו שיטות ניתוח הדמיה, אשר הן יכולות להסביר את שיטות ניתוח הדמיה, לאחר מכן.

הבנה של Holography: עקרונות וטכניקות

Holography הוא תהליך הדמיה של שני שלבים: הקלטה והשחזור.בצעד ההקלטות, קרן אור קוהרנטית (בדרך כלל מ לייזר) מחולק לשני נתיבים.דרך אחת מאירה את האובייקט והוא מפוזר על מדיום; הנתיב השני משמש כדבורה הפניה-ממדית, דפוס ההתערבות שנוצר על ידי העלפוזיציה של האובייקט והגלי ההתייחסות הוא מוקלט כמשודר.

(הולוגוגרפיה הקדומה התבססה על לוחות צילום ופיתוח כימי.הפרקטיקה המודרנית מעסיקה את ה-FLT:0דיגיטלית ההולוגרפיהFLT:1, שבו מדיום ההקלטות הוא חיישן אלקטרוני (למשל, מצלמת CCD או CMOS) דפוס ההתערבות הוא דיגיטציה דיגיטלית ומבנה מחדש באמצעות אלגוריתמים המבוססים על פריסולן או פרנופרונפרציה דיגיטלית, אשר מאפשר גם מספר רב של מספר רב של חומרים מטריה (F) באופן מהיר יותר, בין שתי תכונות:

Off-Axis Holography and Phase-Shifting Methods

התצורה הנפוצה ביותר לניתוח עיוות היא FLT:0off-axis holographypherph 1, שבו ה-Beam מפנה את מדיום ההקלטה בזווית יחסית ל-Aam האובייקט.ההפרדה הגיאומטרית הזו מייצרת תדירות נושאת מרחבית, ומאפשרת ל-שלב להצטברות נמוכה יותר של הולוגרמה אחת באמצעות ארבע שיטות שינוי.

למה Holography for Metal Deformation?

קיימות מספר טכניקות מבוססות למדידת עיוות, כולל מדדי זנים, מתאם תמונה דיגיטלית (DIC), extensometers, ו diffraction נויטרונים.כל אחד יש נקודות, אבל ההולוגוגרפיה מציעה שילוב ייחודי של תכונות שהופכות אותו לערך במיוחד עבור חקר עיוות מתכת:

• (FLT:0) לא-מגע מדידה FLT:1 - אין שום קשר פיזי לדגימה, כך המדידה אינה משנה את התנהגות העיוות.
• (FLT:0) כיסוי שדה מלא של שדה מלא (FLT:1) - בניגוד לאמדים נקודתיים, ההולוגוגרפיה מספקת מידע על פני השטח כולו (או נפח, במקרה של טומוגרפיה הולוגרפית דיגיטלית) במדידה אחת.
• (ב) ניתן לפתור את הרגישות באורך הגל:0 (FLT:1), עקירות מחוץ למטוס קטנות ככל שניתן לפתור כמה עשרות ננומטרים, מה שמאפשר זיהוי של נזק בשלבים המוקדמים.
• (FLT:0) יכולת בזמן אמת FLT:1 - הולוגוגרפיה הדיגיטלית יכולה ללכוד את אירועי עיוות בשיעורי מסגרת וידאו (ועם מצלמות מתקדמות, בקילוץ או גבוה יותר) זה מאפשר התבוננות בתהליכים דינמיים כגון קידוד או צוואר.
• (FLT:0) מידע תלת-ממדי של ההרחבה 1:1 - באמצעות מספר כיוונים תאורה או מיקוד דיגיטלי, ההולוגוגרפיה יכולה למפות שינויים על פני השטח ואפילו שדות מתוח פנימיים בחומרים שקוף או נרחבים (למרות מתכות הן ⁇ , כך פני השטח היא המוקד).

בהשוואה ל-DIC, ההולוגוגרפיה מספקת מדידות מבוססות-שלב שהן רגישות יותר לעקירות קטנות.DIC בדרך כלל פותרת עקירות בסדר של 0.01 פיקסלים, המתורגמות למיקרונים להחלטות מצלמה טיפוסיות, בעוד ש- ולוגרפי יכול לזהות שינויים בקנה מידה-מידה-מידה-מידה-דומטר.עם זאת, DIC הוא פשוט יותר ליישום ופחות רגיש לתנודות סביבתיות, מה שהופך אותו ליותר מתאים לבדיקות שדה, כאשר הוא משמש בעיקר לבדיקות אופטיות.

דרישות מפתח בניתוח Deformation

Tensile ו-Compressive Loading

אחת האפליקציות הנפוצות ביותר של ההולוגוגרפיה היא ניטור המעבר האלסטי-פלפלסטיק במכות תחת עומס לא-שיקלי או רב-כייאלי. על ידי הקלטת ההולוגרמות בצעדים עומסים וקביעת ההבדלים בשלב, החוקרים יכולים לבנות מפות העקירה המחשוף את המיזוג, את ה-Lders Band propagation בפלדות פחמן נמוכות, ואת תחילת המדידות של צוואר.

עייפות וסדקים

התכשיטה של עייפות מתרחשת בדרך כלל בריכוזי מתח בקנה מידה המיקרומטר.טכניקות Holographic יכול לזהות את העקירות משטח זעירות הקשורות לפתוח סדק לפני סדק גלוי על ידי העין או אפילו על ידי סריקת מיקרוסקופ אלקטרונים. החוקרים משתמשים בהולוגוגרפיה כדי למדוד שדות עקירה סדקים, גורמי לחץ חד-פעמיים, לזהות את המנגנונים של צמיחה קטנה-מכמת.

אירועים דינמיים מהירים

כאשר מתכות מתפרעים תחת השפעות או טעינה נפץ, את המאזניים נמדדים במיקרו-שניות. ולוגוגרפיה דיגיטלית מהירה, באמצעות לייזרים הדופק (למשל, Q-switched Nd:YAG) ומצלמות מהירות, יכול להקפיא את התנועה ולכידת מסגרות הולוגרפיות מרובות במהלך אירוע יחיד.זה מאפשר הדמיה של גלי הלם, ספיגה, היווצרות של סגסוגת מתכתית, לדוגמה, כדי לצפות סגסוגת מתכתית של סגסוגת מתכתית חומרת חומרת, סגסוגת מתכתית, במהלך אירוע אחד.

מדד מתחים חמורים

Holography יכול גם להעריך מתחים שאריות במרכיבים מתכתיים.השיטה לעתים קרובות כרוכה במקדח חור עיוור קטן והקלטה של הקלה על העקירה המקומית באמצעות אינטרפרומטריה הולוגרפית דיגיטלית.ה עקירה נמדדת עם סימולציות סופיות כדי להעריך את מצב המתחים טרום-החיצוניים של המדינה - גישה זו - הנקראת FLT:0hole-Drilling שיטת עם שטף דיגיטלי - FLT - 1Dol-FLT - 1-FLTergergater-up-up-upergerger - יותר מאשר חלקים מתחומים מתקדמים יותר מאשר , ו-up-up-up-up-up-up-up-up-up-up-up-up-up-ergergergergergergergergergergergergergergergate-up-up-up-up-up-up-up-up-up-up-up-up-up-up-up-up-up-up-up-up-up-up-up-up-up-up-up-up-up-up-up-in

ניתוח טכני: שדות סטרין ו- Displacement Gradients

הפלט הגולמי של מדידה הולוגרפי הוא מפת שלב, לעתים קרובות מוצג כתבנית של שוליים התערבות.כל שוליים תואמים לשורה של עקירה מתמדת (בדרך כלל מחוץ למטוס, אבל עקירת מטוסים ניתן למדוד עם סידורים אופטיים מיוחדים) כדי להשיג שדות כמותיים, השלב חייב להיות לא עטוף (מנוהל 2 ⁇ לערכים רצופים) ולבודד את האלגוריתמים של שלב זהה לפחות לאחר אלגוריתמים ללא הפרעה.

Digital Holographic Interferometry (DHI)

(ב) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

מחקרים בנושא מחקר ותעשייה

ממצאים ניסיוניים אחרונים

מחקר בולט שנערך באוניברסיטת קיימברידג' השתמש בהולוגוגרפיה דיגיטלית כדי לחקור את התנהגות העיוות של טיטניום טהור מבחינה מסחרית תחת טעינה מחזורית.החוקרים הצליחו לעקוב אחר ההפעלה וההפצה של תאומים בזמן אמת, מחיקת אותות פליטה אקוסטיים תחת עומסי טעינה ולוגרפיים (Digital Deducatealed DePerfect) עם התפרצויות של ירידה נמדדת באופן מדויק של אלקטרו-FI).

שילוב עם טכניקות אחרות

(הולוגרפיה משולבת לעתים קרובות עם שיטות משלימות כדי לספק תמונה מלאה יותר.(FLT:0) ThermographytureFLT:1 יכול למדוד את עליית הטמפרטורה הקשורה לעיוות פלסטי, בעוד ההולוגוגרפיה לוכדת את התגובה המכנית.FLT:2Acoustic פליטה FLT 3: 3 חיישנים מאתגרים את הצליל של סדקים או חנק, תוך קידוד עם מחסנית אלקטרו-פולציה דיגיטלית במיקרו-פולנית (D) במיקרוסקופיתים חשמליים (D) של אטומית חלקיקים:

גבולות ואתגרים

למרות כוחו, ההולוגוגרפיה אינה טכניקה מסובבת.יש לטפל באתגרים רבים:

• (FLT:0) רגישות וגלויה (Vbration VarianceFLT:1) – הרגישות הגבוהה של שיטות בין-פרומטריות פירושה שאפילו רטטים סביבתיים קטנים (למשל, ממבנה קומות או רעש אקוסטי) יכולים להפיג את הנראות השונה.
• (FLT:0) רזולוציה של פתרון סחר-offsofsph1) - בולוגוגרפיה דיגיטלית, הספיגה פיקסל של החיישן מגבילה את אזור ההקלטה ואת ההחלטה הניתנת להשגה. עבור תצפיות בגרות, שדה הראייה מופחת, מה שהופך את זה קשה ללכוד גם עיוותים מרובים וגם פרטים מקומיים בו זמנית.
• (FLT:0) משטחים קשיחים פיזור אור בכיוונים רבים, אך עודף משקל יכול להפחית את הניגודיות. , משטחים דמויי מראה גורמים השתקפות ספקטרום של משטח המתכת.
• (FLT:0) שגיאות פיזור (שלבים) 1 (Duntntinuities in the Phase Map (למשל, בסדקים או ⁇ s) יכולות להוביל לשגיאות לא מרתיעות. אלגוריתמים מתקדמים ותיקון ידני מזדמן הם הכרחיים לתוצאות אמינות.
• (FLT:0)Depth של שדהFLT:1 - ב off-axis דיגיטלי ההולוגוגרפיה, התמונה המשוחזרת יש עומק מוגבל של מיקוד; עקירות מחוץ למטוסים העולה על עומק זה יכול לגרום מטושטש. Multi-focus או Fres propnelagation שיטות יכול להקטין את זה, אבל הם מוסיפים מורכבות.

כיוונים עתידיים: החלטה טמפלית, למידת מכונה, ו- In-Situ Monitoring

האבולוציה של ההולוגוגרפיה הדיגיטלית ממשיכה להאיץ.מגמה מבטיחה אחת היא העלייה ברזולוציה זמנית באמצעות שימוש במצלמות מהירות אולטרה-גבוהה ו לייזרים הדופק.מערכות המסוגלות ללכוד עשרות מיליוני מסגרות הולוגרפיות לשנייה זמינות כעת, פתיחת הדלת ללימודים של תופעות כגון שינויים מוכים בכותרות.

בהגדרות תעשייתיות, יש עניין גובר בשימוש בהולוגוגרפיה לצורך ניטור של תהליכי ייצור.לדוגמה, במהלך יצירת פעולות (למשל, בולים או זיוף), חיישנים הולוגרפיים יכולים לזהות rinkling או מדמיע בזמן אמת, ומאפשרים לפרמטרי תהליך להיות מותאם לפני כישלון מוחלט.

לבסוף, השילוב של ההולוגוגרפיה עם FLT:0 (הדמיית דיפרקטיבית) 1 ו-FLT:2X-ray שיטות rayph 3 מבטיח להרחיב מדידות עקירה מן פני השטח לתוך פנים של מתכות, בתנאי שהחומר הוא חצי- ⁇ או אורך הגל הפורץ מקצר.

מסקנה

Holography התפתחה מסקרנות אופטית נישה ככלי רב עוצמה לניתוח עיוות מתכת.היכולת שלה לספק שדה מלא, רגישות גבוהה, מדידות ללא מגע עושה את זה חשוב במיוחד עבור חקר השלבים המוקדמים של זרימת הפלסטיק, עייפות סדק, ואירועים דינמיים.כאשר משולבים עם שיטות הדמיה אחרות וניתוח חישובי מתקדם, ההולוג מספק נתונים כי הוא חיוני עבור אימות מודלים חוקתיים ושיפור ביצועים ואמינות של שיטות עיבוד מתכתי, כמו גם שיטות עיבוד מתכתי, כמו גם שיטות עיבוד מתמטית, כמו גם שיטות עיבוד מתמטית, כמו גם שיטות עיבוד מתמטית.

(ב) ◄ ⁇ ⁇

• (ב) ויקרא יא"ד: "הולוגרפיה - עקרונות ובקשות"
• (ב) ⁇ :0 מדע בדיוני: סקירה של הולוגרפי אינטרפרומטריה בחומרים מדעים
• (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇