基于3D-DIC技術的材料雙向拉伸全場應變測量

妮子201812 · 發表于 2024-11-15 10:42

使用三維數字圖像相關法（3D-DIC技術），非接觸式測量方法對鋁合金試件雙向拉伸進行全場應變測量，觀測試件表面應變場變化，分析其抗拉力學性能。

利用拉伸試驗和全場非接觸式三維數字圖像相關（3D-DIC技術）方法分析新開發的鋁合金材料。對變形場和位移場的分析，采用新拓三維XTDIC三維全場應變測量系統，可在測試過程中提供精確的材料行為。3D-DIC技術測試結果可以更可靠地評估使用鋁合金材料的結構力學特征和抗拉性能。

雙向拉伸測試目的

配合MTS雙向拉伸試驗機，新拓三維XTDIC三維全場應變測量系統進行全場測量，對鋁合金試件雙向拉伸進行位移場、應變測量，觀測試件表面應變場變化，分析其抗拉力學性能。

3D-DIC技術測量方案

試件中間區域尺寸30mmx30mm，XTDIC三維全場應變測量系統測量鋁合金試件雙向拉伸過程中的變形。

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3D-DIC技術測量鋁合金試件
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3D-DIC設備布置-雙向拉伸實驗現場

XTDIC三維全場應變測量系統，工業相機采用128mmX96mm測量幅面，3D-DIC技術測量位移精度為0.01mm，應變精度為50個微應變。

3D-DIC檢測流程

拉伸試件制備散斑圖案；

對3D-DIC設備相機進行標定，獲取相機內外參數。

進行雙向拉伸實驗，XTDIC三維全場應變測量系統兩個工業相機同步采集數據。

3D-DIC軟件進行數據分析，獲取位移場、應變場數據。

DIC軟件數據分析

兩種試件的變形趨勢與預期及有限元模擬一致，可分析關鍵點的變形數據，3D-DIC技術設備系統可與試驗機的兩路力信號實現通訊，測量相關力學性能參數。

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3D-DIC軟件分析應變場
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3D-DIC軟件分析應變場

三維數字圖像相關法（3D-DIC技術），基于散斑圖案的隨機圖案應用到測量目標的表面，通過分析和計算變形前后的圖像來測量應變/位移, 用于雙向拉伸應變測量，并進行可視化。與應變片不同，變形和位移是通過圖像分析來分析的，可以在無接觸的情況下觀察雙向拉伸表面和立體方向的變形。

通過3D-DIC系統，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，通過搭配使用高速攝像機，可以分析高速位移軌跡、瞬態變形現象和振動。

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[一般力學與力學基礎] 基于3D-DIC技術的材料雙向拉伸全場應變測量

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