XJTUDIC三維數字散斑動態應變測量分析系統

三維、快速、高、非接觸式變形和應變測量分析

  概述：

    2007年以來，國際上基于數字圖像相關法(Dial Image Correlation,DIC)測量應變技術，得到了性發展和應用[參看STRAIN期刊2008年社論]，廣泛應用于各個學科的研究，如材料力學、生物力學、斷裂力學、微觀納米應變測量、宏觀大尺寸變形測量、各種新材料性能測試等。
    歡迎各大學和研究所，基于“XJTUDIC三維數字散斑動態應變測量分析系統”進行跨學科合作研究，合作進行三維應變實驗。
    XJTUDIC三維數字散斑動態應變測量分析系統是一種光學非接觸式三維形變測應變量系統，用于分析、計算、記錄變形數據。采用圖形化顯示測量結果，便于更好地理解和分析被測材料的性能。系統識別測量物體表面結構的數字圖像，為圖像像素計算坐標，測量工程的個圖像表示為未變形狀態。在被測物體變形過程中或者變形之后，采集連續的圖像。系統比較數字圖像并計算物體紋理特征的位移和變形。該系統適合測量靜態和動態載荷下的三維變形，用于分析實際組件的變形和應變。
   如果被測物體具有很少的紋理特征，需要將表面處理成隨機散斑紋理，如下圖所示，例如在物體表面噴黑色或白色的自噴漆。

               
     隨機圖案（Stochastic pattern）    帶有2像素重疊區域的15*15像素面片 

XJTUDIC系統硬件

 

 電子試驗機應變測量分析試驗環境

功能特點：

1. 由兩個工業相機、光源、多功能控制器、計算機等組成。
2. 多路A/D輸入、多路D/A輸出、多路開關量輸入和輸出。
3. 可與各種試驗機配合使用，同步采集試驗機的力、位移、變形等數據。系統也可單獨使用。
4. 實現二維、三維應變測量和分析。
5. 強大的處理功能：各種分析功能、各種坐標轉換功能等。
6. 系統在不同時刻圖像中自動分配一一對應的正方形或者矩形的面片,例如15*15像素的面片
7. 簡單的試件準備，試件表面只要求隨機或規則的圖案
8. 大的測量范圍：采用同一個設備，既可測量小件也可以測量大件，試件大小從1mm到2000mm，變形的測量范圍從0.01%到幾個100%
9. 高密度測量點的應變測量，三維圖形顯示測量結果
10. 圖形化表示測量結果，對試件性能提供理解
11. 各種坐標轉換，如3-2-1坐標轉換
12. 測量過程和結果數據的生成和輸出功能
13. 用默認或者自定義的顏色來表示計算和測量結果的顯示
14. 系統具有移動方便，便于運輸

應用領域：  

1. 應變計算、強度評估、組件尺寸測量、非線性變化的檢測
2. 材料（CFRP、木材、 內含PE的纖維、金屬泡沫、橡膠等）
3. 部件試驗（測量位移、應變）
4. 材料試驗（ 楊氏模量、泊松比、彈塑性的參數性能）
5. 生物力學（骨骼、肌肉、血管等）
6. 微觀形貌、應變分析（、納米級）
7. 斷裂力學性能
8. 有限元分析（FEA）驗證
9. 動力學測量（動態測量、瞬態測量）
10. 三維振動分析
11. 變形測量
12. 動態應變測量，如疲勞試驗
13. 諧振、沖擊和噪聲激勵
14. 蠕變和老化過程的特性分析
15. 成形限曲線FLC測定
16. 各種各向同性和各向異性材料變形特性

一般指標：

用途：

XJTUDIC 三維數字散斑動態變形測量分析系統 用于三維變形場測量，成為實驗力學領域中一種重要的測試方法，其主要應用有：

可用于振動測量、動態應變測量、變形測量、斷裂力學、沖擊激勵及動態材料試驗中測量材料特性參數等。系統的靈活的設計使應用范圍廣泛，包括從微電子或生物力學的顯微研究至航天、航空、汽車、艦船及鐵路工業領域的大尺寸部件測量。

   1) 在材料力學性能測量方面：可應用于各種復雜材料的力學性能測試中。如火箭發動劑固體燃料、橡膠、光纖、壓電薄膜、復合材料以及木材、巖石、土方等天然材料的力學性能的檢測中。

廣泛應用于破壞力學研究中，包括裂紋應變場測量、裂紋張開位移測量以及高溫下裂紋應變場測量等。
   2) 在細觀力學測量方面：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)，越來越多地應用于細觀力學測量。
   3) 在損傷與破壞檢測方面：可應用于多種復雜材料，如巖石、材料的破壞檢測中。應用于一些器件，如陶瓷電容器、電子器件，電子封裝的檢測研究中。
   4) 在生物力學測量方面：應用于測量復位后肱骨頭在內旋轉及前屈運動下大小結節的相對位移量，以及頸椎內固定器對人體頸椎運動生物力學性能的影響等。