供應(yīng)非接觸式光學(xué)三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量DIC系統(tǒng)材料力學(xué)性能測(cè)試

西交西博DIC非接觸式三維應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)是本公司自主研發(fā)生產(chǎn)的光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)。系統(tǒng)基于數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)及雙目立體視覺(jué)技術(shù)，通過(guò)追蹤物體表面的散斑圖像，計(jì)算物體表面點(diǎn)的三維坐標(biāo)變化，分析物體在變形過(guò)程中的位移、變形、應(yīng)變等變化。

典型應(yīng)用：

諧振、沖擊和噪聲激勵(lì)

先進(jìn)材料（CFRP、木材、內(nèi)含PE的纖維、金屬泡沫、橡膠等）

應(yīng)變計(jì)算、強(qiáng)度評(píng)估、組件尺寸測(cè)量、非線性變化的檢測(cè)

動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)量，如疲勞試驗(yàn)

零部件試驗(yàn)（測(cè)量位移、應(yīng)變）

生物力學(xué)（骨骼、肌肉、血管等）

高速變形測(cè)量

材料試驗(yàn)（楊氏模量、泊松比、彈塑性的參數(shù)性能）

斷裂力學(xué)性能

三維全場(chǎng)振動(dòng)分析

微觀形貌、應(yīng)變分析（微米級(jí)、納米級(jí)）

功能特色：

系統(tǒng)應(yīng)用范圍廣：可用于機(jī)械、材料、力學(xué)、建筑、土木等多個(gè)學(xué)科的科學(xué)研究與工程測(cè)量中，適用于大部分材料，實(shí)時(shí)獲得被測(cè)物全場(chǎng)三維坐標(biāo)、位移、應(yīng)變數(shù)據(jù)。

系統(tǒng)兼容性強(qiáng)：同時(shí)兼容單相機(jī)二維測(cè)量和多相機(jī)三維測(cè)量；兼容32位、64位系統(tǒng)。

輔助功能強(qiáng)大：具備圓形標(biāo)志點(diǎn)動(dòng)態(tài)變形測(cè)量功能；具備剛體物體運(yùn)動(dòng)軌跡姿態(tài)測(cè)量功能。

擴(kuò)展接口豐富：具備試驗(yàn)機(jī)接口，實(shí)時(shí)采集試驗(yàn)機(jī)的力、位移等信號(hào)；具備杯突實(shí)驗(yàn)機(jī)接口，可以測(cè)量材料的FLC曲線；具備體式顯微鏡接口，可以實(shí)現(xiàn)微小型物體的三維全場(chǎng)變形應(yīng)變檢測(cè)；支持多相機(jī)組同步測(cè)量，可以同步測(cè)量多個(gè)區(qū)域的變形應(yīng)變；系統(tǒng)具備多路A/D輸入、多路D/A輸出、多路開(kāi)關(guān)量輸入和輸出，并可靈活進(jìn)行擴(kuò)展。

系統(tǒng)技術(shù)先進(jìn)：國(guó)內(nèi)自主研發(fā)的西交西博DIC非接觸式三維應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)；自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心算法。

應(yīng)用范圍：

在材料力學(xué)性能測(cè)量方面：DIC已成功應(yīng)用于各種復(fù)雜材料的力學(xué)性能測(cè)試中。如火箭發(fā)動(dòng)劑固體燃料、橡膠、光纖、壓電薄膜、復(fù)合材料以及木材、巖石、土方等天然材料的力學(xué)性能的檢測(cè)中。值得注意的是，DIC被廣泛應(yīng)用于破壞力學(xué)研究中，包括裂紋應(yīng)變場(chǎng)測(cè)量、裂紋張開(kāi)位移測(cè)量以及高溫下裂紋應(yīng)變場(chǎng)測(cè)量等。

在細(xì)觀力學(xué)測(cè)量方面：借助于掃描電子顯微鏡(SEM)、掃描隧道電子顯微鏡(STEM)以及原子力顯微鏡(AFM)，DIC被越來(lái)越多地應(yīng)用于細(xì)觀力學(xué)測(cè)量。最近，數(shù)字散斑相關(guān)方法還被應(yīng)用于物體表面粗糙度的測(cè)量中。

在損傷與破壞檢測(cè)方面：DIC被應(yīng)用于多種復(fù)雜材料，如巖石、材料的破壞檢測(cè)中。DIC還被應(yīng)用于一些特殊器件，如陶瓷電容器、電子器件，電子封裝的無(wú)損檢測(cè)研究中。

案例：

復(fù)合材料大變形拉伸實(shí)驗(yàn)

變形前試件的有效區(qū)域的尺寸為70×18×4mm。對(duì)比試件變形前后的尺寸變化可以發(fā)現(xiàn)，試件的中區(qū)域發(fā)生了不小于400%的大變形。

泡沫材料大變形壓縮實(shí)驗(yàn)

變形前后泡沫的厚度由30mm減至12mm，平均壓縮量約為60%。

裂縫生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)

DIC非常適合于材料斷裂力學(xué)研究。系統(tǒng)提供的全場(chǎng)應(yīng)變分布，裂紋增長(zhǎng)路徑可以分析計(jì)算材料的斷裂特性參數(shù)。

木材變形測(cè)量實(shí)驗(yàn)

通過(guò)壓縮實(shí)驗(yàn)獲取木材的楊氏模量和泊松比；通過(guò)彎曲實(shí)驗(yàn)獲得木材在彎曲變形時(shí)的變形場(chǎng)信息。實(shí)驗(yàn)結(jié)果： 楊氏模量：14.77GPa 泊松比：0.7817

疲勞實(shí)驗(yàn)

疲勞實(shí)驗(yàn)頻率：0.2HZ 應(yīng)變：1%個(gè)應(yīng)變

相機(jī)采集速速：2HZ 試件材料：鈦，直徑10mm

測(cè)量材料FLC曲線

成形極限曲線( Forming Limit Curve, FLC) 用于測(cè)量的材料在受到拉伸、脹形或拉伸脹形結(jié)合時(shí)能夠達(dá)到的變形程度。DIC系統(tǒng)與杯突實(shí)驗(yàn)機(jī)相結(jié)合，可以測(cè)量板料的成形極限曲線。

砂土變形測(cè)量

砂土的變形特性是土木工程學(xué)科的研究重點(diǎn)，由于傳統(tǒng)的測(cè)量方法和測(cè)試手段的限制，無(wú)法方便測(cè)量。本實(shí)驗(yàn)采用數(shù)字圖像相關(guān)系統(tǒng)應(yīng)用于傳統(tǒng)的砂土試驗(yàn)中，實(shí)現(xiàn)砂土表面位移、應(yīng)變等變形信息的同步測(cè)量，克服了傳統(tǒng)測(cè)量方法的不足。砂土由透明的器皿盛放，可通過(guò)上部的壓頭對(duì)其進(jìn)行壓縮。

巖石破裂變形實(shí)驗(yàn)

傳統(tǒng)巖石三軸儀測(cè)得的應(yīng)變是試樣整體應(yīng)變的平均值，無(wú)法獲得變形過(guò)程中局部變形演化信息，具有明顯的局限性。系統(tǒng)具有非接觸、精度高的特點(diǎn)，可以揭示巖石在受力狀態(tài)下局部小尺度的變形過(guò)程。

一體化改造結(jié)構(gòu)抗震對(duì)比實(shí)驗(yàn)

驗(yàn)證一體化改造設(shè)計(jì)理念的可行性進(jìn)行整體模型的振動(dòng)臺(tái)對(duì)比試驗(yàn)。試驗(yàn)選取上世紀(jì)80年代左右建成的典型砌體結(jié)構(gòu)老公房住宅樓中的一個(gè)單元，按照幾何縮放比例1比4建造3個(gè)整體模型。其中模型A為原模型，用于對(duì)比分析；模型B和C將增設(shè)電梯與抗震加固、加層一體化設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)比原模型與一體化改造后的模型在遭受不同水準(zhǔn)地震工況下的結(jié)構(gòu)位移、加速度相應(yīng)、破壞情況以及動(dòng)力特性，從而深入、直觀的了解采用一體化改造設(shè)計(jì)后結(jié)構(gòu)的抗震

有限元分析（FEA）驗(yàn)證

在固體力學(xué)、實(shí)驗(yàn)力學(xué)領(lǐng)域，有限元模擬可以在一定程度上代替實(shí)驗(yàn)手段, 但由于單元?jiǎng)澐帧⑿魏瘮?shù)的選取、迭代參數(shù)的選定和材料模型的建立, 正確的初值和邊界條件以及適當(dāng)準(zhǔn)則判據(jù)的選擇都會(huì)對(duì)模擬的精度和結(jié)果產(chǎn)生重要的影響。因此，很有必要對(duì)有限元分析（FEA）結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。本實(shí)驗(yàn)采用數(shù)字圖像相關(guān)系統(tǒng)，不僅實(shí)現(xiàn)了有限元分析的驗(yàn)證，而且所得的測(cè)量結(jié)果還可以進(jìn)一步指導(dǎo)。

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