Abstract
Recently, digital image correlation (DIC) techniques have been used to measure dynamic deformation during tensile testing. The standard tensile test method measures the average displacement of the relevant specimen to calculate the true stress-strain curve. Therefore, the validity of the true stress curve is restricted to the stress incurred within the uniform stretching interval, i.e., the maximum stress corresponds to the starting point of the necking deformation. Alternatively, if DIC is used, the effective range of the strain and strain rate can be extended to the breaking point of the tensile specimen, because of the feasibility of measuring the local strain over the entire area of interest. Because of these advantages, many optical 3D measurement systems have been introduced and used in research and industry. However, the conventional 3D measurement systems are exceedingly expensive and time consuming. In addition, these systems have the disadvantage of a very large equipment size which makes their transport difficult. In this study, a 2D image correction method employing a 2D DIC measurement method in conjunction with a numerical analysis method is developed using a smartphone. The results of the proposed modified 2D DIC method yielded higher accuracy than that obtained via the 3D measurement equipment. In conclusion, it was demonstrated that the proposed 2D DIC and calibration methods yield accurate measurement results with low time costs.
최근의 DIC (Digital Image Correlation) 기술은 인장 시험 중 동적 변형을 측정하는 데 사용되고 있다. 표준 인장 시험 방법은 진응력 - 진변형 곡선을 계산하기 위해 두 표점 거리 간 측정된 평균 변위를 사용한다. 따라서, 진응력 곡선은 균일 연신 구간, 즉 네킹 변형 시작점까지만 유효하다. 반면에, DIC를 사용한다면, 전체 측정 영역에서 국부 변형을 측정할 수 있기 때문에 변형률 및 변형률 속도의 유효한 범위가 인장 시편이 파단될 때까지 확장될 수 있다. 이러한 장점 때문에 연구 및 산업 분야에서 많은 광학 3D 측정 시스템이 도입되고 사용되었지만 기존의 3D 측정 시스템은 측정하기에 너무 비싸고 시간이 많이 소요된다. 또한 장비 크기로 인해 휴대가 불편한 단점이 존재한다. 본 논문에서는 기존의 스마트 폰을 이용한 2D DIC 측정 방법과 수치 해석 기법을 사용하여 2D 측정 영상 데이터의 오차를 개선한 2D 영상 보정 방법을 수행 하였다. 2D DIC 수정 제안 된 방법의 결과는 3D 측정 장비의 정확도에 비해 더 높은 정확도를 보였다. 결론적으로, 제안 된 2D DIC 및 보정 방법이 정확하고 신속한 측정 결과를 제공한다는 것이 입증되었다.