dic三維全場應變測量技術用于鈣質砂剪切位移測量

妮子201812 · 發表于 2024-10-31 16:07

實驗背景：通過對鈣質砂的結構研究，為特殊地區的工程建設提供理論指導。

實驗對象：鈣質砂。鈣質砂通常指富含碳酸鈣或其他難溶碳酸鹽類物質的特殊介質，是海洋沉積物的一種。

實驗目的: 采用新拓三維dic三維全場應變測量技術，基于數字圖像相關方法（DIC），分析鈣質砂在不同環境下的剪切位移情況。

DIC設備：DIC三維全場應變測量系統，搭配500像素工業相機，藍光光源，三腳架，云臺，相機專用橫梁，DIC系統控制箱，400*300標定板，高性能計算機。

DIC三維全場應變測量系統用于鈣質砂表面形貌、位移以及應變的測量和分析，可得到三維應變場以及位移場數據，測量結果直觀顯示。

DIC三維全場應變測量該系統采用高精度攝像機，實時采集鈣質砂剪切加載變形階段的散斑圖像，利用數字圖像相關算法實現鈣質砂表面變形點的匹配，并通過比較每一變形狀態測量區域內各點的坐標的變化獲取位移場，進一步計算得到質砂剪切加載應變場。

新拓三維DIC散斑系統集成了動態變形系統與軌跡姿態分析系統，在散斑計算的同時對于物體表面特殊點的位移變化和軌跡姿態進一步分析計算。

DIC實驗前準備

DIC三維全場應變測量系統的架設、連線

鈣質砂剪切實驗機、砂石準備

DIC測量實驗步驟

根據測量幅面，調節DIC設備相機的間距和測量距離；

調節DIC設備相機鏡頭的焦距和光圈，保證圖像的清晰度和亮度；

根據“八步標定法”，完成DIC三維全場應變測量系統標定；

鈣質砂剪切DIC測量實驗現場如圖所示，由于觀察窗口太低及玻璃底面反光，所以將光源取下來放到DIC設備下，調節光源角度，避開反光。

DIC三維全場應變測量系統內外參標定完成后，先給剪切試驗機中放入少量砂石，計算一組靜態實驗，分析砂石原色在玻璃平面下的圖案能否用DIC系統計算出來。確定砂石不需要著色處理就可以計算分析，開始正式DIC實驗。

實驗過程：在不同剪切應力、不同砂石顆粒度、不同法相加載方式環境下實驗。

DIC實驗結果

多次循環剪切砂石剪切帶，DIC設備相機采集，然后使用DIC軟件進行位移圖分析。

鈣質砂表面受剪變形過程中，全場位移分布情況如下圖所示。DIC技術通過圖像匹配算法，可以精確地計算出物體表面的位移向量。位移場的分析可以幫助研究者了解鈣質砂受剪變形行為，包括位移的大小、方向以及分布特征。

另外，應變場可描述鈣質砂剪切局部變形，它是位移梯度的度量。DIC軟件基于位移場數據，進一步計算出應變場，包括正應變、剪應變等。應變場分析對于理解材料的變形機制、預測裂紋擴展路徑、評估材料的疲勞壽命等具有重要意義。

DIC三維全場應變測量系統可用于分析材料在不同加載條件下的變形和破壞過程，鈣質砂剪切應變測量分析，為工程設計和科學研究提供重要數據。在實驗場景中，新拓三維DIC三維全場應變測量系統測試精度與應變片數采精度相差可達到20微應變以內，顯示了DIC技術較高的測量精度。

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[一般力學與力學基礎] dic三維全場應變測量技術用于鈣質砂剪切位移測量

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