Metalurgia - obserwacja procesu kucia na Politechnice Częstochowskiej

Badanie dostępne do pobrania tutaj.

Pomiary przeprowadzono przy użyciu kamery termograficznej serii V-20, model V-20 ER-01-25 nr ser. 8/99 produkcji VIGO System.

Badane obiekty, matryca i odkuwany materiał

Zarejestrowano rozkład temperatury na prasie i matrycy przed rozpoczęciem kucia, a następnie badano temperaturę odkuwanego elementu. Po zakończeniu obróbki element został usunięty z gniazda narzędzia.

Obraz termiczny odkuwanego elementu, z termogramu możemy odczytać maksymalną i minimalną wartość temperatury w zaznaczonym regionie.

W tym momencie włączono opcję skanera liniowego i obserwowano profil temperatury (linia 240 punktów pomiarowych) narzędzia. Przerywana linia na zdjęciu obrazuje obszar wzdłuż którego prowadzony był pomiar. Skaner liniowy umożliwia rejestrację 10 linii w ciągu sekundy, dzięki czemu możemy zarejestrować stan temperatury narzędzia w wybranym przekroju co 0.1 s. Poniższy wykres przedstawia pierwszą i ostatnią z linię z 768 zarejestrowanych w trakcie trwających 1 minutę 16 sekund pomiarach.

Interesującym zagadnieniem było odtworzenie zmian temperatury w czasie w wybranym punkcie matrycy. Wybrano dwa takie miejsca szczególne, pierwszym z nich oznaczonym na zdjęciu i wykresie powyżej symbolem �P1� (pixel nr 108) był punkt w środkowej części gniazda matrycy cechujący się maksymalną wartością temperatury (122.92°C). Jako drugi wybrano miejsce na uchwycie matrycy i oznaczono jako �P2� (pixel nr 28, temperatura początkowa: 97.97°C). Oprogramowanie do akwizycji i analizy danych termograficznych z kamery V-20 umożliwia szereg opcji eksportu danych z badania. Powyższe wykresy również zostały wyeksportowane w postaci matrycy do formatu txt czytelnego dla pakietu excel i wykreślone. Ciekawe możliwości daje również opcja eksportu wartości temperatury tego samego punktu przestrzennego (pixela) z kolejnych linii, uzyskujemy w ten sposób wykres zmian temperatury wybranego punktu termogramu w czasie. Załączony wykres obrazuje przebieg zmian temperatury w wybranych punktach. Zmiany te można w przybliżeniu określić wielomianami szóstego stopnia. W przypadku zmian w punkcie "P1" ma on postać:
y = 4E-15x6 - 1E-11x5 + 2E-08x4 - 1E-05x3 + 0,0042x2 - 0,7782x + 128,29
Dla punktu "P2":
y = -8E-15x6 + 1E-11x5 - 1E-09x4 - 7E-06x3 + 0,0048x2 - 1,1752x + 109,65

Pomiary na stanowisku badania obciążeń w modelu stawu biodrowego

Badanie termograficzne miało na celu określenie rozkładu temperatury na trących o siebie elementach modelu stawu biodrowego Powyżej przedstawiono termogram badanych elementów. Ponieważ obiekty cechowała niska wartość temperatury, dlatego też rozdzielczość temperaturowa na pierwszy zakresie (0 do 125oC) jest niewielka. Stosując kamerę z zakresem 15 do 50oC uzyskamy dużo lepszy efekt.

Stanowisko w trakcie pomiarów kamerą V-20
Badane elementy modelu stawu biodrowego, zdjęcie w świetle widzialnym i termogram-obraz w podczerwieni