基于3D-DIC技術(shù)的材料雙向拉伸全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量

妮子201812

使用三維數(shù)字圖像相關(guān)法（3D-DIC技術(shù)），非接觸式測(cè)量方法對(duì)鋁合金試件雙向拉伸進(jìn)行全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量，觀測(cè)試件表面應(yīng)變場(chǎng)變化，分析其抗拉力學(xué)性能。

        利用拉伸試驗(yàn)和全場(chǎng)非接觸式三維數(shù)字圖像相關(guān)（3D-DIC技術(shù)）方法分析新開發(fā)的鋁合金材料。對(duì)變形場(chǎng)和位移場(chǎng)的分析，采用新拓三維XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)，可在測(cè)試過(guò)程中提供精確的材料行為。3D-DIC技術(shù)測(cè)試結(jié)果可以更可靠地評(píng)估使用鋁合金材料的結(jié)構(gòu)力學(xué)特征和抗拉性能。

        雙向拉伸測(cè)試目的

        配合MTS雙向拉伸試驗(yàn)機(jī)，新拓三維XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行全場(chǎng)測(cè)量，對(duì)鋁合金試件雙向拉伸進(jìn)行位移場(chǎng)、應(yīng)變測(cè)量，觀測(cè)試件表面應(yīng)變場(chǎng)變化，分析其抗拉力學(xué)性能。

        3D-DIC技術(shù)測(cè)量方案

        試件中間區(qū)域尺寸30mmx30mm，XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量鋁合金試件雙向拉伸過(guò)程中的變形。

基于3D-DIC技術(shù)的材料雙向拉伸全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量.jpg

3D-DIC技術(shù)測(cè)量鋁合金試件
基于3D-DIC技術(shù)的材料雙向拉伸全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量.jpg

3D-DIC設(shè)備布置-雙向拉伸實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)

        XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)，工業(yè)相機(jī)采用128mmX96mm測(cè)量幅面，3D-DIC技術(shù)測(cè)量位移精度為0.01mm，應(yīng)變精度為50個(gè)微應(yīng)變。

        3D-DIC檢測(cè)流程

        拉伸試件制備散斑圖案；

        對(duì)3D-DIC設(shè)備相機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，獲取相機(jī)內(nèi)外參數(shù)。

        進(jìn)行雙向拉伸實(shí)驗(yàn)，XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)兩個(gè)工業(yè)相機(jī)同步采集數(shù)據(jù)。

        3D-DIC軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，獲取位移場(chǎng)、應(yīng)變場(chǎng)數(shù)據(jù)。

        DIC軟件數(shù)據(jù)分析

        兩種試件的變形趨勢(shì)與預(yù)期及有限元模擬一致，可分析關(guān)鍵點(diǎn)的變形數(shù)據(jù)，3D-DIC技術(shù)設(shè)備系統(tǒng)可與試驗(yàn)機(jī)的兩路力信號(hào)實(shí)現(xiàn)通訊，測(cè)量相關(guān)力學(xué)性能參數(shù)。

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3D-DIC軟件分析應(yīng)變場(chǎng)
基于3D-DIC技術(shù)的材料雙向拉伸全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量.jpg

3D-DIC軟件分析應(yīng)變場(chǎng)

        三維數(shù)字圖像相關(guān)法（3D-DIC技術(shù)），基于散斑圖案的隨機(jī)圖案應(yīng)用到測(cè)量目標(biāo)的表面，通過(guò)分析和計(jì)算變形前后的圖像來(lái)測(cè)量應(yīng)變/位移, 用于雙向拉伸應(yīng)變測(cè)量，并進(jìn)行可視化。與應(yīng)變片不同，變形和位移是通過(guò)圖像分析來(lái)分析的，可以在無(wú)接觸的情況下觀察雙向拉伸表面和立體方向的變形。

        通過(guò)3D-DIC系統(tǒng)，可以以非接觸和非破壞性的方式量化物體的扭曲和變形。另外，通過(guò)搭配使用高速攝像機(jī)，可以分析高速位移軌跡、瞬態(tài)變形現(xiàn)象和振動(dòng)。