Medición de deformación DIC a alta temperatura bajo radiación de cuerpo negro de alta intensidad
Autores: Han, Seng Min; Goo, Nam Seo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Medición de deformación DIC a alta temperatura bajo radiación de cuerpo negro de alta intensidad
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Vuelo a alta velocidad
Calentamiento aerodinámico
Medición de deformación térmica
Correlación de imágenes digitales
Deformación a alta temperatura
Efecto de bruma térmica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 23
Citaciones: Sin citaciones
Durante el vuelo a alta velocidad de un vehículo en la atmósfera, la fricción superficial con el aire genera calentamiento aerodinámico. El fenómeno de calentamiento aerodinámico puede crear temperaturas extremadamente altas cerca de la superficie. Estas altas temperaturas impactan las propiedades de los materiales y la estructura de la aeronave, por lo que la medición de la deformación térmica es esencial en la ingeniería aeroespacial. Este artículo revisita la medición de deformación a alta temperatura utilizando la técnica de correlación de imágenes digitales (DIC) bajo radiación de cuerpo negro de alta intensidad con una fabricación precisa de patrones de moteado y un método de reducción de neblina térmica. Los efectos del patrón de moteado en la medición DIC se han estudiado a fondo a temperatura ambiente, pero hasta ahora no se han reportado tales efectos en estudios de medición a alta temperatura. Encontramos que los métodos comúnmente utilizados para reducir el efecto de neblina térmica podrían producir resultados incorrectos. Por lo tanto, proponemos un nuevo método para mitigar los efectos de la neblina térmica. Se empleó un calentador de radiación infrarroja para crear un montaje experimental que pudiera calentar una muestra hasta 950 grados C. Primero, mitigamos la saturación de la imagen utilizando un filtro de paso de banda de longitud de onda corta con iluminación de luz azul, un procedimiento estándar para la medición de deformación DIC a alta temperatura. En segundo lugar, estudiamos cómo determinar el tamaño adecuado del patrón de moteado en un entorno de alta temperatura. En tercer lugar, ideamos un método de reducción para el efecto de neblina térmica. Como prueba de la efectividad de nuestro método experimental desarrollado, medimos con éxito la deformación de muestras de acero inoxidable 304 desde 25 grados C hasta 800 grados C. Los resultados confirmaron que este método puede aplicarse a la investigación y desarrollo de sistemas de protección térmica en el campo aeroespacial.
Descripción
Durante el vuelo a alta velocidad de un vehículo en la atmósfera, la fricción superficial con el aire genera calentamiento aerodinámico. El fenómeno de calentamiento aerodinámico puede crear temperaturas extremadamente altas cerca de la superficie. Estas altas temperaturas impactan las propiedades de los materiales y la estructura de la aeronave, por lo que la medición de la deformación térmica es esencial en la ingeniería aeroespacial. Este artículo revisita la medición de deformación a alta temperatura utilizando la técnica de correlación de imágenes digitales (DIC) bajo radiación de cuerpo negro de alta intensidad con una fabricación precisa de patrones de moteado y un método de reducción de neblina térmica. Los efectos del patrón de moteado en la medición DIC se han estudiado a fondo a temperatura ambiente, pero hasta ahora no se han reportado tales efectos en estudios de medición a alta temperatura. Encontramos que los métodos comúnmente utilizados para reducir el efecto de neblina térmica podrían producir resultados incorrectos. Por lo tanto, proponemos un nuevo método para mitigar los efectos de la neblina térmica. Se empleó un calentador de radiación infrarroja para crear un montaje experimental que pudiera calentar una muestra hasta 950 grados C. Primero, mitigamos la saturación de la imagen utilizando un filtro de paso de banda de longitud de onda corta con iluminación de luz azul, un procedimiento estándar para la medición de deformación DIC a alta temperatura. En segundo lugar, estudiamos cómo determinar el tamaño adecuado del patrón de moteado en un entorno de alta temperatura. En tercer lugar, ideamos un método de reducción para el efecto de neblina térmica. Como prueba de la efectividad de nuestro método experimental desarrollado, medimos con éxito la deformación de muestras de acero inoxidable 304 desde 25 grados C hasta 800 grados C. Los resultados confirmaron que este método puede aplicarse a la investigación y desarrollo de sistemas de protección térmica en el campo aeroespacial.