مقدمه

روش کرنش‌سنج تصویری یا DIC)  Digital image correlation) یک روش نوین بوده که می‌تواند برای اندازه‌گیری دقیق کرنش بکار گرفته شود. به‌واسطه قابلیت این روش برای دریافت سریع داده‌ها ، این تکنیک برای تعیین ویژگی‌های مواد در هردو محدوده الاستیک و پلاستیک بسیار مناسب است. این روش همچنین مزایایی همانند full-field غیر تماسی و با دقت بالا در اندازه‌گیری جابه‌جایی و کرنش دارد.

در تست کشش مرسوم برای دستیابی به منحنی تنش-کرنش از اکستنسومتر (extensometer) استفاده گردیده که کرنش کششی بین دو نقطه را اندازه‌گیری می‌کند که در حقیقت میانگین کرنش در این ناحیه را اندازه‌گیری می‌کند. در این حالت داشتن اطلاعات از کرنش به‌صورت کلی در تست کشش قابل‌اندازه‌گیری است.

اصول کارکرد DIC

در روش DIC موقعیت نقاط فیزیکی موجود در تصویر مرجع با تصاویر تغییر شکل یافته تعقیب و آنالیز می‌گردد. برای دستیابی به این هدف، مربع کوچکی از یک پیکسل بر روی الگوی نقاط اطراف نقطه موردنظر در تصویر مرجع در نظر گرفته‌شده و با موقعیت آن در تصاویر بعدی تغییر شکل یافته مقایسه می‌گردد. اصل اولیه و فرآیند کاری انجام‌شده توسط نرم‌افزار محاسبه شدت درجه خاکستری subset ها در تصویر مرجع و تصاویر تغییر شکل یافته و مقایسه آن‌ها است.

پارامترهای بسیاری بر روی دقت روش DIC مؤثر هستند که مهم‌ترین آن‌ها عبارت‌اند از سایز نقطه‌ها ، چگالی نقاط، نوع الگوریتم، اندازه subset، همپوشانی subset، تراز درون‌یابی خاکستری و غیره

معایب کرنش سنج‌های تماسی

کرنش‌سنج اپتیکال – Optical strain gauge – جهت اندازه‌گیری کرنش در مواد مختلف مهندسی  مکانیک و پزشکی کاربرد دارد. به‌طورکلی کرنش‌سنج‌ها به دو صورت تماسی و غیر تماسی می‌توانند باشند. ازآنجایی‌که اکثر کرنش‌سنج‌های مورداستفاده برای قطعات مهندسی و پزشکی به‌صورت تماسی می‌باشند لذا مشکلات فراوانی را ممکن است ایجاد کنند ازجمله این مشکلات و معایب می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

1-مشکلات مربوط به آماده‌سازی سطح ماده کار بطوریکه برای رسیدن به نتیجه مطلوب حتماً سطح ماده کار قبل از چسباندن کرنش‌سنج کاملاً تمیز و آماده شود.

2-عدم استفاده از کرنش‌سنج‌های تماسی در دماهای بالاتر برای برخی از قطعات صنعتی مکانیکی.

3-عدم چسبندگی بین کرنش‌سنج با برخی سطوح مثل سطح منسوجات نساجی یا بافت‌های زنده مثل پوست یا الیاف ماهیچه.

4-واکنش شیمیایی چسبی که برای چسباندن کرنش‌سنج با سطح ماده کار مورداستفاده قرار می‌گیرد (بخصوص واکنش با سطح بافت‌های زنده و….).

5-عدم استفاده کرنش‌سنج تماسی برای بیش از یک‌بار تست (یک‌بارمصرف بودن کرنش‌سنج تماسی).

6-عدم استفاده از کرنش‌سنج تماسی برای نمونه‌های کوچک‌تر.

7-محدود بودن ماکزیمم کرنش مورداندازه‌گیری در کرنش‌سنج‌های تماسی.

8-اندازه‌گیری کرنش در کرنش‌سنج‌های تماسی محدود به یک نقطه یا منطقه خاص(کرنش موضعی یا محلی) است و مناطق دیگر را نمی‌تواند اندازه‌گیری نماید.

لذا هدف رفع معایب ذکرشده در بالا با بکارگیری کرنش‌سنج‌های غیر تماسی است که بر پایه نور معمولی یا نور لیزر کار می‌کنند. در کار حاضر از کرنش‌سنج بر پایه نور معمولی با استفاده از دوربین عکاسی معمولی استفاده‌شده است.

مزایای کرنش‌سنج اپتیکال غیر تماسی نسبت به کرنش‌سنج‌های تماسی

می‌توان مهم‌ترین مزایای کرنش‌سنج اپتیکال غیر تماسی را نسبت به کرنش‌سنج‌های تماسی در چند بند زیر خلاصه کرد:

1-غیر تماسی بودن روش که برای اندازه‌گیری کرنش سطوحی با دمای بالا، کرنش‌سنج اپتیکال قابلیت بالایی دارد.

2-به‌دفعات می‌توان در تست‌های مختلف استفاده کرد یعنی یک‌بارمصرف نیست.

3-علاوه بر کرنش موضعی، قابلیت اندازه‌گیری کرنش تک‌تک نقاط نمونه تحت تنش را دارد ولی کرنش‌سنج تماسی کرنش موضعی را نشان می‌دهد.

4-علاوه بر کرنش پارامترهایی مثل مدول الاستیک و ضریب پواسون را نیز می‌تواند محاسبه کند.