材料力学测试 | 应变片 VS DIC测量技术应用

商业 来源: 2020/12/28 5:08:45 阅读:65

材料的力学性能测试,是工程中广泛应用的一种试验,它为机械制造、土木工程、冶金及其它工业部门提供可靠的材料力学性能参数,便于合理地使用材料,保证机器(结构)及其零件(构件)的安全工作。

在新材料研发过程中,力学性能是最重要的物理指标,是材料投入生产和应用不可缺少的检验项目。材料在受力后会产生变形,变形到极限会发生断裂,在负载作用下发生变形和断裂的行为是业内研究的力学行为。力学性能测试一般是对材料进行“拉、压、弯、扭”,试验数据可以描述材料的力学性能。

随着材料应用越来越广泛,材料研究日益受到重视,定量描述材料力学性能的需求也非常迫切。在上个世纪四十年代,美国鲍尔温公司(BLH前身)获得了电阻应变片专利后,应变片才开始进入市场,材料力学性能才开始被应变片逐渐量化。

应变片具有高灵敏度和精度,缺点是偏向于点测量固定方向应变,不能实现全域测量。如果当材料发生较大范围的变形或断裂,或者是一些特殊材料,高温的环境,大型的工程面测量,应变片对这些测量任务都无法胜任。

 

土木工程结构测试布置多个应变片

为了弥补应变片的缺点,数字图像相关(DIC)技术应运而生,这是一种测量物体表面应变和变形的方法。该方法跟踪物体表面散斑图案的变形过程,计算散斑域的灰度值的变化,从而得到被测物表面的变形和应变数据。

由于DIC技术具有光路简单、环境适应性好、测量范围广以及自动化程度高等诸多优点,已经被广泛应用于土木工程、机械、材料科学、电子封装等许多科学及工程领域。

对于一款测量仪器来讲,精度是非常重要的,通过与应变片测试数据比较案例,DIC设备在应用中的精度一目了然,新拓三维XTDIC测量系统对于材料力学研究试验,是一个很好的选择。

新拓三维XTDIC采用高精度的数字图像相关算法,为研究人员提供非接触式动态全场三维应变及位移测量,在室内室外均可使用,应变测量范围从0.005%2000%,配合不同的图像采集硬件,测量对象可以从几m²到几十m²,更大测量幅面也可定制,只要能通过拍摄获取高质量图像,即可进行精确的应变与变形测量。

 

混凝土材料压缩加载

为了研究混凝土结构材料的压缩力学性能,以保证其工程使用性能,改进混凝土材料与结构的设计,采用单轴压缩试验测试其力学性能。

 

DIC测量VS应变片测量

参数指标:相机(500万像素、35帧)、采集频率3帧;同时与应变片、试验机数据进行对比,观测偏差。

 

混凝土压缩应变场

XTDIC系统在与应变仪相同的位置进行对比测试,比对测量数据精度

 

导入应变仪数据至XTDIC系统软件,以时间轴为基础与位移计数值进行比较。

 

通过以上实验我们可以总结:

XTDIC系统可以获得与应变仪一致的应变测量结果,且XTDIC系统能同时采集某一个点或者某一区域的各个方向的位移和应变,这是应变仪所不具有的测量优势。

除此之外,XTDIC系统还可以应用在哪些领域呢?

材料力学测试

 

 

煤岩土木结构测试

 

 

 

 

工业制造应用

 

 

 

XTDIC系统应用优势

非接触测量,不影响变形应变过程测试

可直接测量全场应变、位移、变形、形貌、振幅、振动

测量范围广,为研究者提供海量数据,数据可反复分析处理,以实现不同研究目的

操作简单,测试结果直观形象,不受测试环境限制

数据采集可存储,可追溯,可评估

可快速测量全过程变形,实现动态测量

可在各种复杂环境下测量

 



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