Identificación del coeficiente de elasticidad de Young de un material, por medio de correlación digital de imágenes

Abstract

Una alternativa para determinar las propiedades mecánicas de un material es llevando a cabo experimentos basados en técnicas ópticas y procesamiento de imágenes, las cuales tienen la ventaja de no destruir el material en estudio y no ser invasivo. En este trabajo usaremos la Correlación Digital de Imágenes (CDI) para obtener sin contacto, las medidas de desplazamiento y deformación de un material. Proporcionadas estas medidas, planteamos un problema de identificación de parámetros que es resuelto a través de la técnica de regularización de Tikhonov y el método de la adjunta, lo cual se traduce en un considerable ahorro de tiempo y memoria de cálculo. Con el fin de validar el método de obtención del coeficiente de elasticidad, trabajaremos con materiales conocidos como el aluminio. El trabajo propuesto aquí es de gran interés, ya que algunos materiales no conocidos (como el bambú) son usados en la industria de la construcción y fabricación de muebles, están actualmente bajo investigación.

Abstract. An alternative to determine the mechanical properties of a material is conducting experiments based on optical techniques and processing of images, which have the advantage to not destroy the material in study and to not being invasive. In this work we use the correlation on digital images (CDI) to obtain without contact, measures of displacement and deformation of a material. Provided these measurements, we pose an identification of parameters problem that is solved via the technique of regularization of Tikhonov and the adjoint method, which translates into considerable savings of time and memory of calculation. In order to validate the method of obtaining the elasticity coeffient, we work with known materials as aluminum. The work proposed here it is of great interest, since several not well known materials (like bamboo) used in the construction industry and furniture manufacturing, are currently under research.