Dynamic tests' plastic strains estimation through thermal imaging measurement

In this work, the possibility of using temperature measurements via thermal imaging to estimate plastic deformation during dynamic tests was investigated. First the mechanical proprieties of the material ear fuond to define the hardening rule. Aluminum specimens were tested in the range between 1 mm/min and 5 m/s, and strains were derived through DIC analysis, showing the material's independence of strain rate. Once the material was characterized, tests with the thermal imaging camera, with velocities between 50 mm/s and 3 m/s, are carried out. Through a time integration scheme, the energy equation was integrated with the deformation as integration variable and, by comparing them with the DIC, we ascertained the validity of the results. Once the strains were derived and related to the respective temperature changes, a polynomial regression was performed on the data to derive a characterization curve that could be used for subsequent tests. The characterization curve was then tested on dynamic compression tests of circular cylinders demonstrating the ability of the method to show the deformations distribution.

In questo lavoro è stata studiata la possibilità di utilizzare le misure di temperatura attraverso termocamera per stimare le deformazioni plastiche durante prove dinamiche. Per prima cosa sono state analizzate le proprietà meccaniche del materiale per definire la regola di indurimento. I campioni di alluminio sono stati testati in un intervallo compreso tra 1 mm/min e 5 m/s e le deformazioni sono state ricavate attraverso l'analisi DIC, dimostrando l'indipendenza del materiale dalla velocità di deformazione. Una volta caratterizzato il materiale, sono state eseguite prove con la termocamera, con velocità comprese tra 50 mm/s e 3 m/s. Attraverso uno schema di integrazione temporale, l'equazione dell'energia è stata integrata con la deformazione come variabile di integrazione e, confrontandola con il DIC, si è accertata la validità dei risultati. Una volta ricavate le deformazioni e messe in relazione con le rispettive variazioni di temperatura, è stata eseguita una regressione polinomiale sui dati per ricavare una curva di caratterizzazione da poter utilizzare durante le prove dinamiche. La curva di caratterizzazione è stata poi testata su prove dinamiche di compressione di cilindri circolari dimostrando la capacità del metodo di mostrare la distribuzione delle deformazioni.