Abstract
The Laser Speckle Photometry is a newly developed non-contact non-destructive testing method which is based on the detection and analysis of thermal or mechanical activated characteristically speckle dynamics. The determination of the material damaged state is based on the understanding of structural changes on different scaling levels given by the physical mesomechanics. The hierarchical behavior of the mesomechanical structures (meso-structures) leads to the hypothesis of the fractal nature of the deformation structure. The fractal dimension DF is a suitable parameter to characterize the fatigued material state. In the case of the laser speckle photometry method the modified auto-correlation function from the pixel intensity changes of the speckles images was used for the computation of Parameter DF. The hardness or porosity of materials is defined by micro-structural variation and is combined with several thermal properties of the material. Therefore the speckle thermal diffusivity parameter K was determined using thermal conduction equation from the pixel intensity of speckle images changes during thermal activation. Afterwards correlation between the norm K and hardness and porosity, respectively was found. Results of this research will be presented in the present contribution.
Kurzfassung
Die Laser-Speckle-Photometrie ist ein neues berührungsloses zerstörungsfreies Prüfverfahren, welches auf der Erkennung und Analyse der thermisch oder mechanisch aktivierten charakteristischen Speckle-Dynamik basiert. Die Bestimmung des Schädigungszustandes des Materials beruht auf dem Verständnis der strukturellen Veränderungen auf unterschiedlichen Skalen, welche die physikalische Mesomechanik beschreibt. Das hierarchische Verhalten der mesomechanischen Strukturen (Meso-Strukturen) führt zu der Hypothese, dass diese Strukturen von einer fraktalen Natur sind. Dementsprechend lässt sich die Materialermüdung anhand des Parameters der fraktalen Dimension DF zu bewerten. Im Fall der Laser-Speckle-Photometrie wird eine modifizierte Autokorrelationsfunktion der Pixelintensität einer Speckles-Videosequenz für die Berechnung des Parameters DF verwendet. Die Härte oder Porosität ist haupsächlich durch die Mikrostruktur eines Materials definiert und ist mit thermischen Eigenschaften des Materials verbunden. Deshalb wurde der Parameter K, welcher ein Maß für die Speckle-Temperaturleitfähigkeit des Werkstoffes darstellt, mittels Wärmegleichung von der Pixelintensität der Speckle-Änderungen während der thermischen Aktivierung berechnet. Es wurde eine Korrelation zwischen dem Parameter K und der Härte bzw. Porosität gefunden. Die Ergebnisse dieser Forschung werden in dem vorliegenden Beitrag vorgestellt werden.
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