Michael A. Sutton - Michael A. Sutton

Michael A. Sutton bir Amerikan Mühendislik profesörüdür. Carolina'da Değerli Profesör ve Makine Mühendisliği Onursal Profesörüdür. Güney Karolina Üniversitesi -Columbia. Makine Mühendisliği Başkanı ve Üniversite Görev Süresi ve Terfi Komitesi Başkanı olarak görev yaptı.

Araştırma

Sutton, 230'dan fazla dergi makalesinin yazarıdır. En çok, temassız, görüntü tabanlı deformasyon ölçüm yöntemlerinin buluşuna, geliştirilmesine ve doğrulanmasına katkılarıyla tanınır. dijital görüntü korelasyon yöntemleri veya DIC.[kaynak belirtilmeli ]

Kariyer

1980'lerin başında, Sutton ve meslektaşları, iki boyutlu DIC veya 2D-DIC olarak bilinen ilk DIC yöntemini icat etti. Bu yöntem, nominal olarak düzlem içi deformasyona uğrayan düzlemsel numuneler üzerindeki yüzey ölçümleri için geçerlidir.

İle çalışırken NASA ABD Yaşlanan Uçak Programının bir parçası olarak araştırmacılar, Sutton şunu gösterdi: çatlak ucu açma yer değiştirme veya üç boyutlu çatlak ucu yer değiştirmelerini kullanan daha genel karma mod biçimi, ticari havacılıkta yaygın olarak kullanılan 2024-T3 ve 2424-T3 gibi ince havacılık alüminyum alaşım bileşenleri için geçerli bir çatlak büyüme öngörücüsüdür.

Araştırmaları, düşük kısıtlı koşullar altında kararlı çatlak uzamasına karşı direnci belirlemek için bir ASTM Standardı test yönteminin oluşturulmasına yol açtı.[1] Bu test, ince havacılık yapılarının mekanik yüklere maruz kaldığında kırılma direncini göstermek için kullanılır.

1990'ların ortalarında, Sutton ve meslektaşları, oldukça sünek malzemelerdeki çatlak ucu gerinim alanlarının kantitatif karakterizasyonunu geliştirdiler. Teorik çalıştılar Hutchinson-Rice-Rosengren (HRR) çatlak ucu gerinim alanları. Elastik-plastik gerinimleri ölçtüler ve çatlak ucu gerinim alanlarının nominal olarak Mod I yükleme koşulları için teorik tahminlerle yaklaşık uyumlu olduğunu gösterdiler. Çalışma SEM RE Peterson Ödülü'nü aldı[2] 1996 yılında yayınlanan olağanüstü uygulama araştırma makalesi olarak Deneysel Mekanik. 1990'ların başlarında, 2D-DIC yönteminin doğasında bulunan sınırlamaların, görüş sistemi değiştirilerek kaldırılabileceği ortaya çıktı.

Sutton ve arkadaşları yeni ölçüm sistemini icat ettiler ve düzenli olarak iyileştirdiler. Görüntü sistemi, tek bir bölgeyi görüntülemek için nominal olarak iki kamera kullanır. Yer değiştirmenin üç bileşeni de ölçüldüğünden, yöntem başlangıçta üç boyutlu dijital görüntü korelasyonu (3D-DIC) olarak adlandırıldı. 2000 dolaylarında volumetrik DIC yöntemlerinin geliştirilmesiyle StereoDIC terimi benimsenmiştir. Yeterli dahili hacimsel görüntü kontrastına sahip bu malzemelerde dahili (hacimsel) ölçümler yapabilme yeteneği Brian Bay c. 2000. Yöntem, 2D-DIC'nin doğrudan bir uzantısıdır ve hacimsel dijital görüntü korelasyonu olarak bilinir.[3] (V-DIC) veya dijital hacim korelasyonu (DVC). Başarılı StereoDIC deneyleri bir laboratuvar ortamında gerçekleştirilmiş olsa da,[4][5] sistemin karmaşık kalibrasyonları, kullanışlılığını optik tezgahlar ve / veya iyi kontrol edilen laboratuvar koşullarıyla sınırladı.

Sutton, Charles E. Harris'in sponsorluğunda NASA Langley'de (1992–93) 18 aylık bir izinli süre boyunca, crack uzantısı ile ilgili konularda doğrudan James C. Newman Jr, David Dawicke, Robert Piascik, Edward Phillips ve Buddy Poe ile çalıştı ABD Yaşlanan Uçak Programı. Bu süre zarfında, Sutton, karmaşık yüklemeye maruz kalan tam ölçekli hava yapılarında kullanılabilecek, sahada kullanılabilen, üç boyutlu bir deformasyon ölçüm sistemine yönelik kritik bir ihtiyaç ile karşı karşıya kaldı. Bu bilgilerle ve Harris'in desteğiyle, Sutton ve Stephen McNeill, StereoDIC algoritmalarını değiştirmek ve daha basit, sahada kullanılabilen bir kalibrasyon süreci tanımlamak için öğrencileri Jeffrey Helm ile birlikte çalıştı.

1994'ün sonlarında, değiştirilmiş bir StereoDIC sistemi ve kalibrasyon süreci geliştirildi. Alana uygun SterepDIC metodolojisi 1996'da yayınlandı[6] 2003 yılında yayınlanan ince havacılık yapılarına daha gelişmiş StereoDIC uygulaması ile.[7] Değiştirilmiş StereoDIC sistemi tamamlandıktan kısa bir süre sonra ve Harris'in devam eden finansal desteğiyle, sistem Batı Kıyısı'na nakledildi ve tam ölçekli bir uçakta bir haftalık saha deneyini tamamlamak için kullanıldı. Seattle, WA. Bu deneyler için uçak, dahili basınçlandırma ve kuyruk yüklemesinin bir kombinasyonuna tabi tutuldu. Ölçümler, test ürünü üzerinde üç ayrı konumda başarıyla alındı.[8][9] Bu deneyler, StereoDIC sistemlerinin hem saha hem de laboratuvar ortamlarında temassız, tam alan deformasyonu ve şekil ölçümleri için çok yönlülüğünü, doğruluğunu ve etkililiğini kesin olarak göstermiştir.

2000'lerin başında, Michael Mello dahil araştırma bilim adamları Intel Corporation, DIC'yi gelişmiş bilgisayar çipi malzeme sistemleri için yüksek büyütme ölçümleri için kritik bir teknoloji olarak tanımladı. Intel bilim adamlarıyla yapılan tartışmalar, taramalı elektron mikroskobu ve atomik kuvvet mikroskobu görüntüleme sistemleri. DIC ile kullanılan çip bileşenlerinin yüksek büyütme görüntüleri, 20μm x 20μm kadar küçük bölgelerde tam alan deformasyon ölçümleri sağlamıştır. 2002 ve 2010 yılları arasında Sutton, termal yüke maruz kalan heterojen talaş kesitlerinde küçük bölgelerdeki deformasyonların kantitatif ölçümlerine 2D-DIC uyguladı. Sutton, Ning Li ve Xiaodong Li, AFM sistemlerindeki yüksek gürültü seviyelerini belirledikten sonra taramalı elektron mikroskobu sistemleri. Yer değiştirme değişkenliğini bir nanometrenin altına düşürürken, 10 nanometrelik uzaysal çözünürlük elde ettiler.[10]

2000'lerin sonunda Thomas Borg, Sutton'ı Susan Lessner ile tanıştırdı. Lessner, mekanik yüklemeye maruz kaldıklarında arterler gibi yumuşak biyolojik dokuların tepkisini ölçmekle uzun vadeli bir ilgiye sahipti. On yıldan fazla bir süredir Lessner ile birlikte çalışan Sutton, birleşik basınç ve eksenel yüklemeye maruz kalan eğrisel arter numunelerinde doğru deformasyonlar elde etmek için StereoDIC sistemlerinin kullanımını geliştirdi. Ying Wang ile arteryel diseksiyona neden olan arteryel dokuların ayrılma direncine ilişkin olarak yapılan çalışma özellikle ilgi çekiciydi.[11] mekanik yükleme sırasında. Biyo-malzemelerdeki yapışkan direncini değerlendirmek için bir çerçeve sağlamak için kırılma mekaniğindeki temel kavramlara odaklanan çalışma, enerji salınım oranını gösterdi.[12] arteryel dokulardaki diseksiyonların ayrılma direncini karakterize etmek için mükemmel bir parametredir.[13] Çalışma, enerji salım oranının yerel enerji üretiminin etkisini değerlendirmek için etkili bir ölçü olduğunu gösterdi. kolajen Arteriyel numunelerde ayrılma direnci içeriği.[14]

DIC yöntemlerinin kullanımı dünya çapında yaygınlaştıkça, bu temassız yöntemin üretim sırasında önemli işlem bilgileri sağlama potansiyeli kabul edildi. Üretimi, sınırlı araştırmacının aktif olduğu bir alan olarak kabul etmek. Sutton, hem inşaat altyapısında hem de belirli havacılık ve uzay kompozit uygulamalarında gelişmiş üretim süreçlerinin anlaşılmasını geliştirmek için meslektaşlarıyla çalıştı.

ABD, görece katı madde kullanımını hızla genişletiyor, öngerilmeli beton gelişiminin habercisi olarak demiryolu bağları yüksek Hızlı Tren sistemleri. Bir beton kirişin sıkıştırmalı bir ön yük uygulamasından önce ve sonra görüntülenmesi, StereoDIC sisteminin kullanımının küçük yüzey gerinim alanlarını ölçmek için etkili ve doğru bir temassız yaklaşım olduğunu doğrular. StereoDIC ölçümleri, transfer uzunluğunu güvenilir bir şekilde tahmin etmek için gerekli verileri sağlar[15] ve kirişin tüm beton kısmının, hizmet ömrü boyunca sıkıştırmayı sürdürmek için gerekli sıkıştırma gerilimine sahip olduğunu teyit edin.

Kürlenmemiş, tek yönlü kompozit kıtıkların benzer bir kompozit kıtık kullanılarak yapıştırılması otomatik elyaf yerleştirme (AFP) işleme StereoDIC kullanılarak test edilebilir. Kompozit kıtıklara sıcaklığa ve aşınmaya dayanıklı bir desen yapıştırılır ve daha sonra kıtık, AFP işlemi sırasında ısıtılıp bağlandıkça ölçülür. Högberg'in çalışmasına dayanan modifiye edilmiş bir çift dirsekli kiriş yapıştırıcı numunesi[16] kohezif bölge modelleme yasasında kullanılacak çekiş ayırma yasasını elde etmek için kullanılabilir[17] yedekte çekme bağ tabakasının.

Tanıma

  • Deneysel Mekanik Derneği Sutton'ı aşağıdakiler de dahil olmak üzere birçok yüksek onurla süsledi:
    • 1992 B.J. Lazan Ödülü.[18]
    • 1996 R.E. Peterson Ödülü.
    • 2000 SEM Fellow Grade[19]
    • 2003 Hetenyi Ödülü.[20]
    • 2004 ASME Fellow Grade[21]
    • 2007 M.M. Frocht Ödülü.[22]
    • 2008 C.E. Taylor Ödülü.[23]
    • 2013 William M. Murray Madalyalı ve Öğretim Görevlisi[24]
    • 2018 F.G. Tatnall Ödülü. ömür boyu hizmet için
    • 2019 Not: Theocaris Ödülü, deneysel bilime ve katı mekaniğe ömür boyu katkılarından dolayı.[25]
  • 2015 yılında Sutton, Makine Bilimleri ve Engr Bölümünden (eski adıyla Teorik ve Uygulamalı Mekanik Bölümü) Yılın Mezunları ödülünü aldı. Champaign-Urbana'daki Illinois Üniversitesi.

Seçilmiş Yayınlar

  • Şekil, hareket ve deformasyon ölçümleri için görüntü korelasyonu: temel kavramlar, teori ve uygulamalar, Springer Science & Business Media, 2665, 2009
  • Sayısal-görüntü-korelasyon tekniklerinin deneysel mekaniğe uygulamaları, Deneysel Mekanik, 25 (3), 232-244,1985
  • Geliştirilmiş bir dijital korelasyon yöntemi kullanılarak yer değiştirmelerin belirlenmesi, Görüntü ve Görme Hesaplama 1 (3), 133-139, 1983
  • Kısmi diferansiyel düzeltme Newton-Raphson yöntemi kullanılarak sayısal görüntü korelasyonu, Deneysel Mekanik 29 (3), 261-267, 1989
  • Düzlemsel deformasyon analizine optimize edilmiş bir dijital korelasyon yönteminin uygulanması, Image and Vision Computing 4 (3), 143-150, 1986
  • İki boyutlu ve üç boyutlu bilgisayarla görmedeki gelişmeler, Fotomekanik, 323-372, 2000
  • Yoğunluk enterpolasyonundan kaynaklanan dijital görüntü korelasyonunda sistematik hatalar, Optik Mühendisliği, 39 (11), 2915-2922, 2000
  • Deforme olabilen ve rijit cisimlerdeki üç boyutlu deformasyonların bilgisayarla görü ile doğru ölçülmesi, Deneysel Mekanik, 33 (2), 123-132, 1993
  • 2024-T3 alüminyumda sürtünme karıştırma kaynaklarının mikroyapısal çalışmaları, Malzeme Bilimi ve Mühendisliği: A 323 (1-2), 160-166, 2002
  • Düzlem dışı hareketin 2D ve 3D dijital görüntü korelasyon ölçümlerine etkisi, Mühendislikte Optik ve Lazerler, 46 (10), 746-757

Referanslar

  1. ^ "ASTM E2472 - 12 (2018) Düşük Kısıtlı Koşullar Altında Kararlı Çatlak Uzamasına Direncin Belirlenmesi için Standart Test Yöntemi". www.astm.org.
  2. ^ "Geçmiş Alıcılar". RE Peterson Ödülü.
  3. ^ "Dijital görüntü korelasyonu ve izleme". 9 Eylül 2019 - Wikipedia aracılığıyla.
  4. ^ Luo, PF .; et al. (Haziran 1993). "Bilgisayarla görü kullanarak deforme olabilen ve sert cisimlerdeki üç boyutlu deformasyonların doğru ölçümü". Deneysel Mekanik. 33 (2): 123–132. doi:10.1007 / BF02322488.
  5. ^ Luo, PF .; et al. (1 Mart 1994). "Stereo vizyonun kırılma deneylerinde üç boyutlu deformasyon analizlerine uygulanması". Optik Mühendisliği. 33 (3): 981–990. doi:10.1117/12.160877.
  6. ^ Miğfer, JD .; et al. (Temmuz 1996). "Yüzey yer değiştirme ölçümü için geliştirilmiş üç boyutlu görüntü korelasyonu". Optik Mühendisliği. 35 (7): 1911–1920. doi:10.1117/1.600624.
  7. ^ Miğfer, JD .; et al. (Mayıs 2003). "Geniş, merkez çentikli, ince panellerde deformasyonlar, bölüm I: bilgisayarla görerek üç boyutlu şekil ve deformasyon ölçümleri". Optik Mühendisliği. 42 (5): 1293–1320.
  8. ^ McNeil, SR .; et al. Bir Boeing 727 uçağının üç alanında dahili basınç ve kuyruk yüklemesi nedeniyle yüzey deformasyonlarının deneysel değerlendirmesi, Rapor USC ME-1-1997 (Rapor).
  9. ^ Sutton, MA .; et al. (Ocak 2017). "Dijital Görüntü Korelasyonunda Son Gelişmeler: 2013 W M Murray Dersinden Bu Yana Arka Plan ve Gelişmeler". Deneysel Mekanik. 57 (1): 1–30. doi:10.1007 / s11340-016-0233-3.
  10. ^ Guo, SM .; et al. (Ocak 2017). "Heterojen Mikroyapılardaki Lokal Termal Deformasyonların Dijital Görüntü Korelasyonu ile SEM Görüntüleme ile Ölçülmesi". Deneysel Mekanik. 57 (1): 41–56. doi:10.1007 / s11340-016-0206-6.
  11. ^ "Diseksiyon (tıbbi)". 22 Nisan 2019 - Wikipedia aracılığıyla.
  12. ^ "Enerji salım hızı (kırılma mekaniği)". 9 Ağustos 2019 - Wikipedia aracılığıyla.
  13. ^ Wang, Y .; et al. (14 Temmuz 2011). "Aterosklerotik plak stabilitesinin kantitatif bir mekanik testinin geliştirilmesi". Biyomekanik Dergisi. 44 (13): 2439–45. doi:10.1016 / j.jbiomech.2011.06.026. PMC  3156298. PMID  21757197.
  14. ^ Wang, Y .; et al. (22 Şubat 2013). "Bir fare modelinde aterosklerotik plağın yapışkan gücü, yerel kolajen içeriğine ve elastin parçalanmasına bağlıdır". Biyomekanik Dergisi. 46 (14): 716–22. doi:10.1016 / j.jbiomech.2012.11.041. PMC  3568211. PMID  23261250.
  15. ^ Rajan, S .; et al. (13 Aralık 2017). "Öngerilmeli Betonda Transfer Boyu Tahminleri için Stereovizyon Deformasyon Ölçüm Sistemi". Deneysel Mekanik. 58 (7): 1035–48. doi:10.1007 / s11340-017-0357-0.
  16. ^ Högberg, JL .; et al. (15 Aralık 2007). "Karışık mod yüklü yapışkan tabakanın yapısal davranışı". Uluslararası Katılar ve Yapılar Dergisi. 44 (25–26): 8335–54. doi:10.1016 / j.ijsolstr.2007.06.014.
  17. ^ "Kohezif bölge modeli". 16 Şubat 2019 - Wikipedia aracılığıyla.
  18. ^ "Deneysel Mekanik Topluluğu". sem.org.
  19. ^ "Deneysel Mekanik Topluluğu". sem.org.
  20. ^ "Deneysel Mekanik Topluluğu". sem.org.
  21. ^ "ASME Üyesi" (PDF).
  22. ^ "Deneysel Mekanik Topluluğu". sem.org.
  23. ^ "Deneysel Mekanik Topluluğu". sem.org.
  24. ^ "Deneysel Mekanik Topluluğu". sem.org.
  25. ^ "Deneysel Mekanik Topluluğu". sem.org.

Dış bağlantılar