Novel technique for DIC speckle pattern optimization and generation

The optical method Digital Image Correlation (DIC) has been extensively studied due its capability to measure the entire displacements field over a body surface. This particular propriety makes this method an optimal tool to measure heterogeneous displacements and strains. The main points of the thesis are the proposal of a novel technique capable to prepare a fully controlled speckle pattern on metal surfaces and the discussion of the speckle pattern parameter which influences the DIC final results. The technique proposed for speckle pattern generation is very easy and fast to make, economic, reliable, flexible and does not request specific devices. It can be employed also with small specimens where other techniques show the main limits. Thanks to the possibility to obtain a fully controlled pattern, the technique is used to define which parameters types ( size of the black spots, spacing between them , quality of images etc) are preferable to employ during DIC. Additionally, the proposed technique was applied to create the pattern on tensile test specimens in order to analyse the strain full field of welded metal samplings with different materials.

Digital Image Correlation (DIC) è uno strumento di misura ottica non invasiva che permette la misurazione di spostamenti e deformazioni su superfici. Ampiamente accettata e comunemente utilizzata nell’ambito di prove meccaniche, questa tecnica si basa sui valori di grigio di un’ un’immagine digitale dai quali può determinare la forma e gli spostamenti tridimensionali di un oggetto sottoposto a sollecitazione (termica o meccanica). Nella tesi viene proposta una nuova tecnica di realizzazione di pattern applicabile su oggetti metallici, molto facile e veloce da utilizzare, economica, affidabile, flessibile, che non richiede particolari accorgimenti per la sua utilizzazione e può essere utilizzata su campioni di piccole dimensioni dove altre tecniche mostrano i loro principali limiti. La presente tecnica è stata utilizzata durante una prova di trazione per la misurazione di un campo limitato di deformazione, corrispondente ad una zona di saldatura su diversi provini in acciaio (acciai TWIP e Q&P). Inoltre, grazie all’ottimo controllo dei parametri di realizzazione del pattern (es. dimensioni e passo dei blobs, qualità dell’ immagini, ecc), tale procedimento è stato utilizzato per la determinazione dei valori ottimali dei parametri per ottenere misurazioni più accurate possibili.