AI Summary & Key Takeaways
AI InsightBy eliminating locale-dependent spreadsheet behavior and legacy import mechanisms, the proposed methodology provides a practical and reproducible experimental workflow for extracting the impact response parameters from raw LVI force–time measurements.
📌 3 Key Takeaways
Abstract
Low-velocity impact (LVI) experiments generate high-frequency force–time signals that require careful post-processing to reliably extract key response parameters. Spreadsheet-based workflows are widely used in laboratory environments; however, they are highly sensitive to regional numeric formats, inconsistent data imports, and manual interventions, which can compromise reproducibility. This study presents a deterministic post-processing methodology guided by the ASTM D7136 definitions for the automated analysis of LVI force–time histories starting exclusively from raw experimental signals. The proposed workflow performs locale-independent TXT import, centralized numeric parsing, and synchronized force–energy–time reconstruction, enabling the batch extraction of impact metrics across multiple tests. Both impact velocity–driven and impact energy–driven analysis modes are supported, with automatic conversion between velocity and energy using kinetic relations. In this study, ASTM D7136 is used solely to define post-processing metrics and kinetic relationships; the experimental impact conditions themselves are not constrained by the standard. Key impact parameters, including the maximum contact force (Fmax), first force discontinuity (F1), absorbed energies (Emax and E1), contact duration, impulse, and dent depth, are identified algorithmically without operator intervention and summarized in consolidated tables. The methodology further provides experiment-level force–time, force–displacement, and dual force–energy–time visualizations to facilitate rapid experimental interpretation. Validation using experimental data acquired from a custom low-velocity impact rig demonstrates physically consistent trends across different impact conditions. By eliminating locale-dependent spreadsheet behavior and legacy import mechanisms, the proposed methodology provides a practical and reproducible experimental workflow for extracting the impact response parameters from raw LVI force–time measurements.
Özet
Düşük hızlı darbe (LVI) deneyleri, temel yanıt parametrelerinin güvenilir bir şekilde çıkarılması için dikkatli bir işlem sonrası analiz gerektiren yüksek frekanslı kuvvet-zaman sinyalleri üretir. Elektronik tablo tabanlı iş akışları laboratuvar ortamlarında yaygın olarak kullanılmaktadır; ancak bölgesel sayısal formatlara, tutarsız veri içe aktarma süreçlerine ve manuel müdahalelere karşı oldukça hassastır. Bu durum, tekrarlanabilirliği tehlikeye atabilir. Bu çalışma, yalnızca ham deneysel sinyallerden başlayarak LVI kuvvet-zaman geçmişlerinin otomatik analizi için ASTM D7136 tanımlarıyla yönlendirilen deterministik bir işlem sonrası analiz metodolojisi sunmaktadır. Önerilen iş akışı, bölgeden bağımsız TXT içe aktarımı, merkezi sayısal ayrıştırma ve senkronize kuvvet-enerji-zaman yeniden yapılandırması gerçekleştirerek, birden fazla testte darbe metriklerinin toplu olarak çıkarılmasını sağlar. Hem darbe hızı odaklı hem de darbe enerjisi odaklı analiz modları desteklenmekte olup, kinetik ilişkiler kullanılarak hız ve enerji arasında otomatik dönüşüm sağlanmaktadır. Bu çalışmada ASTM D7136 yalnızca işlem sonrası metrikleri ve kinetik ilişkileri tanımlamak için kullanılmaktadır; deneysel darbe koşullarının kendisi standartla sınırlandırılmamıştır. Maksimum temas kuvveti (Fmax), ilk kuvvet süreksizliği (F1), yutulan enerjiler (Emax ve E1), temas süresi, impuls ve çukur derinliği dahil olmak üzere temel darbe parametreleri, kullanıcı müdahalesi olmadan algoritmik olarak belirlenmekte ve birleştirilmiş tablolarda özetlenmektedir. Metodoloji ayrıca, hızlı deneysel yorumlamayı kolaylaştırmak için deney düzeyinde kuvvet-zaman, kuvvet-yer değiştirme ve çift eksenli kuvvet-enerji-zaman görselleştirmeleri sağlamaktadır. Özel olarak geliştirilmiş bir düşük hızlı darbe düzeneğinden elde edilen deneysel veriler kullanılarak yapılan doğrulama, farklı darbe koşullarında fiziksel olarak tutarlı eğilimler göstermektedir. Yerel bölge ayarlarına bağlı elektronik tablo davranışını ve eski içe aktarma mekanizmalarını ortadan kaldırarak önerilen metodoloji, ham LVI kuvvet-zaman ölçümlerinden darbe cevabı parametrelerini çıkarmak için pratik ve tekrarlanabilir bir deneysel iş akışı sağlamaktadır.