Η επίδραση της εκκεντρότητας της οπής στο πεδίο μετατοπίσεων
δακτυλίου υπό συνθήκες πειράματος Βραζιλιανού δίσκου: Πειραματική μελέτη με την τεχνική «Συσχέτισης Ψηφιακών Εικόνων-DIC»

Τσούση, Μαρία; Tsousi, Maria

dc.contributor.author	Τσούση, Μαρία	el
dc.contributor.author	Tsousi, Maria	el
dc.date.accessioned	2018-09-04T10:25:37Z
dc.date.available	2018-09-04T10:25:37Z
dc.date.issued	2018-09-04
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/47504
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.15742
dc.rights	Default License
dc.subject	Πειραματική μελέτη	el
dc.subject	Experimental study	en
dc.subject	Συσχέτιση ψηφιακών εικόνων	el
dc.subject	Βραζιλιανός δίσκος	el
dc.subject	Κυκλικός δακτύλιος	el
dc.subject	Εκκεντρότητα	el
dc.subject	Digital image correlation	en
dc.subject	Brazilian-disc test	en
dc.subject	Ring test	en
dc.subject	Eccentricity	en
dc.title	Η επίδραση της εκκεντρότητας της οπής στο πεδίο μετατοπίσεων δακτυλίου υπό συνθήκες πειράματος Βραζιλιανού δίσκου: Πειραματική μελέτη με την τεχνική «Συσχέτισης Ψηφιακών Εικόνων-DIC»	el
dc.title	The influence of eccentricity of a drilled hole on the displacement field in a circular ring under Brazilian-disc test conditions: Experimental study with the 3D Digital Image Correlation technique.	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Experimental fracture mechanics	en
heal.classification	Πειραματική μηχανική θραύσεων	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2018-02-22
heal.abstract	Ο κύριος σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η πειραματική μελέτη και η κατανόηση του ρόλου της εκκεντρότητας στο πεδίο μετατοπίσεων ενός κυκλικού δακτυλίου. Το πείραμα του Βραζιλιανού δίσκου αποτελεί ένα από τα πιο ευρέως διαδεδομένα πειράματα προσδιορισμού εφελκυστικής αντοχής ψαθυρών υλικών. Από τη δεκαετία του ’40 που εισήχθη ως πειραματική μέθοδος έως και σήμερα, έχει απασχολήσει αρκετές φορές την επιστημονική κοινότητα, με πολλούς επιστήμονες να μελετούν κατά καιρούς πτυχές αυτής της τεχνικής στην προσπάθεια τους να τη βελτιώσουν. Ως πιθανό υποκατάστατο του πειράματος Βραζιλιανού δίσκου προτάθηκε από τον Hobbs το πείραμα δακτυλίου στα μέσα της δεκαετίας του 1960. Στο πρώτο Κεφάλαιο της παρούσας εργασίας γίνεται μια σύντομη ανασκόπηση του πειράματος Βραζιλιανού δίσκου από την αρχή της δημιουργίας του μέχρι και σήμερα. Στο Κεφάλαιο 2 περιγράφεται μια αναλυτική λύση για το πεδίο μετατοπίσεων που αναπτύσσεται σε ένα κυκλικό δακτύλιο με μικρή εκκεντρότητα, υποθέτοντας ότι ο δακτύλιος υποβάλλεται σε αντιδιαμετρική θλίψη και θεωρώντας σημειακή φόρτιση. Η λύση επιτυγχάνεται χρησιμοποιώντας τη μέθοδο των μιγαδικών δυναμικών του Ν. I. Muskhelishvili. Για τη λήψη των πειραματικών αποτελεσμάτων χρησιμοποιήθηκε η τεχνική «Συσχέτιση Ψηφιακών Εικόνων» σε τρεις διαστάσεις (Digital Image Correlation technique - 3D DIC). Η τεχνική DIC λειτουργεί με βάση τη σύγκριση ψηφιακών φωτογραφιών ενός δοκιμίου σε διαφορετικά στάδια παραμόρφωσης. Με τη συσχέτιση pixel προς pixel ψηφιακών εικόνων, το σύστημα δίνει τη δυνατότητα μέτρησης της μετατόπισης της επιφάνειας και της δημιουργίας πλήρους πεδίου παραμορφώσεων για δύο (2D) και τρεις διαστάσεις (3D). Στο τρίτο Κεφάλαιο γίνεται μια σύντομη ιστορική αναδρομή της τεχνικής DIC ενώ στη συνέχεια αναφέρονται οι βασικές αρχές λειτουργίας της τόσο στις δύο όσο και στις τρεις διαστάσεις.Για την εφαρμογή του πειραματικού πρωτοκόλλου χρησιμοποιήθηκε η συσκευή που προτείνεται από την ISRM (International Society for Rock Mechanics) για την τυποποιημένη διαδικασία του πειράματος Βραζιλιανού δίσκου. Τα πειράματα εκτελέστηκαν στο ηλεκτρομηχανικό πλαίσιο φόρτισης MTS Insight 10 kN. Η παρακολούθηση των μετατοπίσεων στην επιφάνεια των δοκιμίων έγινε από το σύστημα 3D DIC της Limess. Τα πειράματα έγιναν υπό ‘‘οιονεί στατικές’’ συνθήκες με έλεγχο της μετατόπισης. Κατά τη διάρκεια των πειραμάτων, το φορτίο και τα πεδία μετατοπίσεων μετρήθηκαν και καταγράφηκαν συναρτήσει του χρόνου. Λεπτομερής περιγραφή της πειραματικής διαδικασίας, του τρόπου λήψης των πρωτογενών δεδομένων καθώς και της επεξεργασίας τους δίνεται στο Κεφάλαιο 4. Επίσης, στο Κεφάλαιο αυτό, περιγράφονται η διαδικασία κατασκευής των δοκιμίων καθώς και το επιπρόσθετο πείραμα μονοαξονικού εφελκυσμού που διεξήχθη για τον προσδιορισμό των μηχανικών ιδιοτήτων του υλικού (plexiglass). Τα αποτελέσματα παρουσιάζονται στο Κεφάλαιο 5 συνοδευόμενα από τα αντίστοιχα γραφήματα. Τέλος, τα γενικά συμπεράσματα που προέκυψαν από τη συγκεκριμένη μελέτη παρατίθενται στο τέλος της διπλωματικής αυτής εργασίας καθώς και προτάσεις για μελλοντική έρευνα.	el
heal.abstract	The main purpose of the present Diploma Thesis is the experimental study and the understanding of the role of eccentricity in the displacement field of a circular ring. The Brazilian disc test is one of the most widely used experimental techniques for the determination of the tensile strength of brittle materials. The method was presented in the early ’40s and is still under discussion among many scientists. As a potential substitute of the Brazilian disc test, the ring test was proposed in the mid-60s by Hobbs. In the first Chapter of this thesis there is a brief review of the Brazilian disc test since it was first introduced until now. In Chapter 2 an analytic solution for the displacement field developped in a circular ring with small eccentricity is described assuming that the ring is subjected to diametral compression by point forces. The solution is achieved by using Muskhelishvili’s complex potentials method. In order to obtain the experimental results, the Digital Image Correlation technique in three dimensions (3D DIC) was used. DIC works by comparing digital photographs of a component or test piece at different stages of deformation. By tracking blocks of pixels, the system can measure surface displacement and build up full field 2D and 3D deformation vector fields and strain maps. In the third Chapter there is a brief historical review of DIC followed by its main principles for both two and three dimensions. For the implementation of the experimental protocol the device suggested by the International Society for Rock Mechanics (ISRM) for the standardized realization of the Brazilian disc test was used. The tests were implemented with the aid of an MTS Insight electromechanical loading frame. A 3D DIC system by Limess was used to measure the relative displacements at the specimen’s surface. The experiments were implemented under quasi-static loading conditions and displacement-control mode. During the tests, the load and the respective 3D-displacement fields were measured and recorded as functions of time. Detailed description of the experimental procedure, the method of obtaining our raw data and their analysis is provided in Chapter 4. Furthermore, in this Chapter, the mechanical shaping of the specimens and the standardized uniaxial tension test that was carried out in order to determine the mechanical properties of the specific batch of the material are described. The results are presented in Chapter 5 along with the corresponding figures. Finally, the conclusions drawn from this study are outlined at the end of this Diploma Thesis as well as proposals for future research.	en
heal.advisorName	Κουρκουλής, Σταύρος	el
heal.committeeMemberName	Θεοτόκογλου, Ευστάθιος	el
heal.committeeMemberName	Παπαδόπουλος, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Κουρκουλής, Σταύρος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών. Τομέας Μηχανικής. Εργαστήριο Αντοχής Υλικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	180 σ.
heal.fullTextAvailability	true