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Videocorrelación, la solución de medida sin contacto

Los sistemas de videocorrelación nuestro socio tecnológico Correlated Solutions nos ofrecen la medida sin contacto de desplazamientos y deformaciones en pruebas de materiales y productos. Estas medidas pueden hacerse con diferentes resoluciones espaciales (desde micras a metros) y temporales (desde nanosegundos).

Para conocer el potencial de esta tecnología, mostramos a continuación 3 ejemplos de aplicación en diferentes campos tecnológicos:

 

APLICACIÓN AEROESPACIAL

Airbus diseña y construye aviones innovadores, reconocidos en todo el mundo por su seguridad y eficiencia. Todos estos atributos son impulsados por un programa de pruebas de primera categoría, cuya práctica innovadora se evidencia por el uso del sistema de medición VIC-3D.
 
Uno de los objetivos del programa de pruebas de Airbus es caracterizar el daño estructural causado por colisiones entre los aviones y pequeños proyectiles tales como aves y otros desechos terrestres y asegurar que se mantenga la integridad estructural de la aeronave.
 
Este tipo de evento puede ser reproducido disparando una variedad de diferentes tipos de proyectiles sobre una pieza de estructura de avión a alta velocidad. Los resultados obtenidos pueden utilizarse para comparar con modelos informáticos de la estructura bajo cargas de impacto, lo que conduce a diseños más altamente optimizados y más seguros.

El Dr. Richard Burguete, especialista en mecánica experimental de Airbus desde 1997, explica los beneficios de este enfoque de la siguiente manera: "El sistema VIC-3D nos permite estar seguros de que hemos capturado todos los datos relevantes”.

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 APLICACIÓN INDUSTRIAL

El estudio del comportamiento de los metales durante un evento de compresión dinámica de alta velocidad siempre ha sido un desafío debido a la compleja configuración de pruebas y a las rápidas tasas de captura de datos requeridas.

Actualmente, se dispone de muy poca literatura sobre el comportamiento de deformación a velocidades de deformación de 10 a 500 Hz. Utilizando cámaras de alta velocidad de Photron, el sistema VIC-3D HS se puede cuantificar los desplazamientos de la superficie y las deformaciones en tres dimensiones en todo el campo de estudio con gran precisión.
La correlación de imagen digital (DIC) ha ganado popularidad generalizada en los últimos años en aplicaciones de alta velocidad debido a su alta precisión, flexibilidad y facilidad de uso.
En este ejemplo, se comprimió una muestra cilíndrica de 6 mm de diámetro a una velocidad de deformación de 50 Hz. El sistema VIC-3D HS fue utilizado para capturar los desplazamientos superficiales y las deformaciones de la muestra durante el evento. Se aplica un patrón de moteado aleatorio a la muestra que permite que el software de análisis rastree fácilmente la deformación a la precisión de subpíxeles.
Aunque las cámaras de alta velocidad son capaces de tasas de captura mucho más altas, para esta prueba se fijaron a una velocidad de fotogramas apropiada de 14.400 fps para maximizar la resolución espacial mientras se adquiere un número adecuado de imágenes durante el evento. Las cámaras trabajaron con una resolución de 1024x400 píxeles.
Después del evento, las imágenes se transfieren al PC y se procesan con el software de análisis VIC-3D.

Imágenes cortesía de Amos Gilat y Jeremy Seidt en la Universidad Estatal de Ohio.

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APLICACIÓN EN AUTOMOCIÓN

Cummins diseña y prueba sus motores para soportar condiciones reales muy adversas, desde usos militares hasta industriales pesados.
Los ingenieros de Cummins quieren saber exactamente cómo se deforman sus piezas bajo la combinación de cargas térmicas y mecánicas. Esto significa que tienen que realizar sus pruebas con los motores funcionando y en caliente.
Debido a los complejos campos de deformación producidos bajo estas condiciones, los calibradores convencionales no pueden satisfacer los requerimientos de Cummins.
Las simulaciones de FEA también son limitadas, debido a las condiciones de contorno inciertas. Con el sistema VIC-3D, los ingenieros de Cummins pueden obtener medidas detalladas de deformaciones tridimensionales.
Estas mediciones se realizan bajo condiciones reales de carga mientras el motor está funcionando. Además, el sistema VIC-3D es fácil de configurar y puede medir tanto piezas pequeñas como grandes ensamblajes.

Paul Gloeckner, ingeniero de investigación senior de Cummins, explica la utilidad del sistema VIC-3D de la siguiente manera: "Esta herramienta nos permite hacer mediciones que anteriormente no eran posibles. También nos ha permitido reducir considerablemente el tiempo requerido para estas pruebas”.

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