In situ image correlation measurement of grain-level deformation fields in twinning magnesium
İkizlenen magnezyumdaki deformasyon alaninin tane ölçeğinde yerinde digital ımge koralasyonu ile ölçümü
- Tez No: 325489
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. C. CAN AYDINER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Katı Cisimlerin Mekaniği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 95
Özet
Hekzagonal sıkı paket (HCP) AZ31 magnezyum alaşımındaki tam alan gerinim ölçümü, yerinde dijital imge koralasyonu ile makroskopik ve mikroskopik ölçeklerde gerçekleştrilmiştir. İkizlenme olgusunun çok taneli magnezyumun deformasyon davranışı üzerindeki etkisi detaylı şekilde araştırılmıştır. Literatürde, deney sonrası çalışması fazlasıyla olmasına rağmen, tane skalasında HCP ikizlenmesinin mikromekaniğini yerinde DIC ile araştıran az sayıda çalışma bulunmaktadır. Tek eksenli basma deneyi, ikizlenme olgusunun sık görüldüğü tekstürlü bir numune üzerinde gerçekleştirilmiştir. Analiz sonuçlarından hacimsel çıkarımlar yapabilmek için, mikro ve makro optik sistemler kullanılarak numunenin birbirine dik iki yüzünden imgeler elde edilmiştir. Deformasyon haritası ile tane morfolojisi arasında bağlantı kurabilmek için, mikroskopik ölçüm yüzü, deneyden önce metalografik olarak hazırlanıp, yüzeyin tane sınırları ortaya çıkarılmıştır. Mikroskopik DIC analiziyle ortaya çıkan tane ölçeğindeki kayma bantları, mikroskopik imgeler birleştirildiğinde, yükleme yönüne ±45°'de konumlanan birbirine zıt iki makroskopik bant oluşturmuştur. Bu sonuç, gerinim heterojenliğinin her ölçekte yüksek derecede gözlemlendiğini böylece temsili hacim elemanının bu malzeme üzerinde tanımlanamayacağını göstermiştir. Makroskopik yüzdeki analiz, mikroskopik yüzde oluşan makroskopik kayma bandının sadece yüzeysel değil, hacimsel bir olgu olduğunu göstermiştir. Mikroskopik yüzeydeki kayma bandı, makroskopik yüzeyde yatay bir bant şeklinde ilerlemiştr. Bu bantların oryantasyonu, malzemenin tekstürü ile birebir ilişkilidir. Mikro ölçekte, birkaç tane boyunca ilerleyen kayma bantlarının, tane içinde ilerlemek yerine tane sınırlarını takip etmeyi tercih ettiği gözlemenmiştir. İkizlenme bantları yüzeyde stepler oluşturarak DIC desenini değiştirdiğinden, DIC analizlerini ikizlenmenin olduğu bölgelerde çalışmaz duruma getirmiştir. İyi tarafından bakıldığında, bu olay ikizlenme bölgelerinin otomatik takibini sağlamıştır. İkizlenme aktivitesinin yüksek olduğu bölgelerle gerinimin bölgeselleştiği yerler birebir uyumlu çıkmıştır. Bu, ikizlenme olgusunun gerinimin bölgeselleşmesinde önemli bir rol oynadığını göstermiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, in situ digital image correlation (DIC) has been utilized for full-field strain measurements in a hexagonal close-packed (HCP) AZ31 magnesium alloy at both macroscopic and microscopic (crystallite) length scales. Emphasis has been on examining the influence of twinning in the deformation behavior of polycrystalline magnesium. Although there is an abundance of ex-situ studies, few studies have employed in-situ DIC to investigate the micromechanics of the HCP twinning at the grain length scale. The loading mode has been uniaxial compression and the experiment was carried out on a textured sample to promote twinning activity. The experimental setup contained two optical systems (micro-scale and macro-scale) that acquired images from two orthogonal faces of the sample, providing volumetric deductions with this surface technique. The microscopic measurement surface has been prepared with metallography to reveal grain boundaries prior to the experiment to relate grain morphology with measured deformation patterns. The microscopic DIC revealed grain-scale shear bands whose collaborative activity appeared at the sample-scale as two macro-scale shear bands families that are oriented ±45° to the loading axis. This shows that the strain heterogeneity is observed excessively at any length scale and a representative volume element cannot be defined for this material. The DIC analysis on the macroscopic imaging face has shown that macroscopic shear bands are not surface incidents, but volumetric formations. The orientation of these bands is associated with the texture of the material. At the micro-scale, the shear bands that extend over several grains follow grain boundaries rather than cutting through the grains, an observation commonly supported by literature. The DIC analysis is invalidated on twin bands when they sufficiently alter the DIC pattern with a surface step. On the bright side, this allows an automatic tracking of the twin formation. It is apparent that the zones of very high twin activity match with the zones of very high strain localization. Thus, twinning appears to play an important role in promoting strain localization.
Benzer Tezler
- Grain-resolved statistical analysis of in-situ strain fields with combined image correlation and orientation mapping
İmge korelasyonu ve kristal yönü belirlemeleri ile tanecik gerinim alanlarının istatiksel analizi
OLCAY TÜRKOĞLU
Doktora
İngilizce
2024
Makine MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CAHİT CAN AYDINER
- Paddy-rice leaf area index (LAI) estimation using radar and optical imagery
Radar ve optik görüntüler kullanarak çeltik bitkisi yaprak alan indeks kestirim
ELNAZ NAJATISHENDI
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
İletişim Bilimleriİstanbul Teknik Üniversitesiİletişim Bilimleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ESRA ERTEN
- Mesoscale investigation of constitutive behaviour of HCP metals based on full-field in situ strain measurement
HSP metallerin bünye davranışının tam saha yerinde gerinim ölçümleriyle ara ölçek incelemesi
NİMA ŞAFAK
Doktora
İngilizce
2023
Makine MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CAHİT CAN AYDINER
- Effect of inherent microtexture on strain heterogeneity in rolled magnesium az31
Kalıtsal mikrotekstürün haddeli magnezyumda gerinme düzensizliklerine etkisi
İBRAHİM BUĞRA ÜÇEL
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Makine MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CAHİT CAN AYDINER
- Robust strain measurement on deformation-roughened microscopic surfaces with fluorescent marker imaging
Deformasyon nedeniyle bozulmuş mikroskobik yüzeylerde, flüoresan işaretleme ile gerinim ölçümü
MONA RAEISSI
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Makine MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CAHİT CAN AYDINER