Recherche et développement
R&D
La conception et le développement de nouveaux produits sont un facteur crucial de la réussite de toute organisation. L'utilisation de matériaux et de processus nouveaux et innovants nécessite une compréhension complète des événements qui sont trop rapides pour être vus à l'œil nu. L'imagerie à haute vitesse permet aux ingénieurs et aux scientifiques de visualiser, mesurer et caractériser des processus industriels complexes et des recherches scientifiques expérimentales.
Depuis des années, l'imagerie à grande vitesse est utilisée par les équipes de recherche et de développement du monde entier, fournissant aux ingénieurs et aux fabricants une analyse détaillée d'une grande variété d'événements. Les applications et techniques courantes dans le domaine de la R&D comprennent, sans s'y limiter, l'utilisation de la corrélation d'images numériques (DIC), les essais de matériaux, le dépannage des chaînes de production, la robotique, etc. Pour en savoir plus sur chaque application et technique ou pour découvrir quel type de caméra rapide Photron serait le mieux adapté à ces applications, il suffit de cliquer sur le titre de chaque section.
Corrélation d'images numériques - La corrélation d'images numériques, souvent appelée DIC, est une technique de suivi optique 2D ou 3D utilisée pour mesurer la déformation, la vibration et la contrainte dans les matériaux. La DIC suit un motif de valeurs de gris en sous-ensembles par le biais de l'imagerie numérique. Vous verrez souvent ce motif moucheté sur des objets tels que l'aluminium, le caoutchouc, le verre et les plastiques. Cette technique est utilisée pour une variété de tests, notamment les tests de torsion, de tinsel, de flexion ou de charge. La DIC peut être utilisée sur de très petites ou de grandes surfaces d'essai.
Essais de matériaux - Les organisations et les consommateurs font confiance à divers matériaux chaque jour. Dans toutes les grandes industries, les ingénieurs doivent être assurés que les matériaux utilisés pour la fabrication de leurs produits ou de leurs équipements sont à la hauteur de leur tâche. Ils doivent donc vérifier activement et avec diligence que les processus de fabrication répondront aux attentes. L'essai des matériaux est une technique très précise qui mesure les caractéristiques des matériaux, telles que les propriétés mécaniques, la composition élémentaire, la résistance à la corrosion et les effets des traitements thermiques. La plupart des essais sont effectués sur des matériaux métalliques, des composites, des céramiques et des polymères.
L'imagerie à haute vitesse est appliquée aux essais de matériaux afin de mesurer les propriétés physiques et mécaniques de différents matériaux ou composants. Les méthodes d'essai typiques comprennent : Essai de traction, essai de chute, compression, déformation, résistance à l'écrasement, délamination et bien d'autres encore.
Dépannage des lignes de production - L'utilisation de caméras à haute vitesse pour le dépannage et la surveillance des lignes de production est un outil essentiel utilisé par le personnel de fabrication, d'ingénierie et de qualité dans le monde entier. Elles sont utilisées pour vérifier et documenter les problèmes périodiques, notamment les problèmes de synchronisation, de défaillance et de performance des équipements, afin d'accélérer l'amélioration des processus et de prendre des mesures correctives. Lorsque vous utilisez des caméras haute vitesse pour dépanner des machines industrielles et des équipements de fabrication, vous arrêtez virtuellement le processus, ce qui permet de visualiser le défaut catastrophique.
Robotique - Une caméra à grande vitesse peut être un outil essentiel pour tester, mesurer, calibrer et déboguer les mécanismes des robots.
APPLICATIONS ET TECHNIQUES
TESTS DE MATÉRIEL
CORRÉLATION D'IMAGES NUMÉRIQUES
VÉLOCITÉ DE L'IMAGE DES PARTICULES
SCHILIEREN
Analyse d'échantillonnage conditionnel de films schlieren à grande vitesse du rayonnement des ondes de Mach dans un jet supersonique
L'analyse de l'échantillonnage conditionnel déclenché par l'acoustique permet d'extraire les fluctuations intermittentes liées au bruit à large bande des films de visualisation schlieren compliqués autour de la région de la source, ce qui est difficile avec les méthodes conventionnelles. Dans cette étude, une analyse du rayonnement des ondes de Mach d'un jet supersonique a été réalisée. Les résultats extraits ont correctement capturé les caractéristiques connues des ondes de Mach et de leurs sources (c'est-à-dire le paquet d'ondes à la limite du jet) et ont clairement montré la corrélation entre ces fluctuations en champ proche et les événements acoustiques intermittents en champ lointain. Cette analyse peut potentiellement être appliquée à d'autres bruits turbulents intermittents à large bande et permettra de mieux comprendre leurs mécanismes de génération.
Schlieren orienté vers l'arrière-plan d'un smartphone pour localiser une source de fuite de gaz en cas d'urgence
Nous proposons une technique de schlieren orientée vers le fond du smartphone (SBOS), qui est peu coûteuse et facile à mettre en œuvre pour la détection des fuites de gaz dues aux variations du champ de densité dans l'air. Les détecteurs de fuites de gaz traditionnels sont souvent conçus pour mesurer la concentration ponctuelle dans l'espace rempli de gaz et ne sont donc pas adaptés à la localisation immédiate de la source de la fuite. Le SBOS est proposé comme une méthode alternative pour détecter les fuites de gaz rapidement et en toute sécurité, car il mesure optiquement les variations de densité sans contact direct. Le smartphone en tant que détecteur de fuites de gaz portable présente des avantages significatifs par rapport à la caméra à haute vitesse souvent utilisée dans la recherche en laboratoire, car il est peu coûteux et portable. Nous appliquons le SBOS pour mesurer le champ de gradient de densité de l'air autour d'une flamme et du gaz hélium projeté par une buse à haute pression. Afin de détecter le gradient de densité par SBOS, nous utilisons uniquement un smartphone comme caméra BOS, une lampe ambiante comme source de lumière et un fond coloré. Dans l'analyse, nous utilisons la méthode de corrélation croisée des couleurs qui réduit les bruits des champs de déplacement.
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Induction d'ondes de choc hautement dynamiques dans les processus d'usinage avec charges multiples et impacts d'outils courts
Modélisation et simulation pour une conception optimisée d'un essai de flexion dynamique
La prédiction de la performance des structures en béton fibre-renforcé sous impact est d'une importance majeure dans une large gamme d'applications industrielles. Par conséquent,l'étude du comportement dynamique du matériau est nécessaire pour quantifier les propriétés mécaniques dynamiques du matériau en termes de réponse mécanique et de comportement à la rupture : énergie de rupture dynamique et résistance à la traction. Cette étude vise à concevoir un essai modifié de flexion de barre Hopkinson avec une série de simulations numériques avant l'essai réel afin de sélectionner une configuration d'expérience réalisable. Les résultats d'une expérience de flexion dynamique sur une éprouvette de béton armé de fibre d'acier chargée jusqu'à la rupture sont présentés.