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ARAMIS—三维应变光学测量和分析系统


    ARAMIS系统用于在物理力学性能测试中,深入地了解材料和零件的力学行为和性能,特别适合于瞬时和局部应变的测量。ARAMIS系统采用非接触测量方式,适合于各种材料的静态和动态试验,并能够获得完整的力学性能参数包括:

  1、三维型面坐标

  2、三维位移和变形速度

  3、表面应变

  4、应变率

    区别于传统的应变测量,ARAMIS提供了全新的全场应变测量方法,测量范围可覆盖从几毫米的试样到数十米的大型零件。测量过程无需对试样进行复杂和费时的制备,可方便快速地开始测试,同时对试样的几何形状以及测量环境(温度)没有限制。

ARAMIS为材料测试提供新的解决方案…

测定材料特性

零件强度分析

验证有限元分析

实时监控试验设备

ARAMIS技术特点

非接触测量

适合于各种材料

不受试样的几何形状限制

二维和三维测量

便携、灵活

全场测量

高精度

满足高温测试

高速测试

试样制备简单

方便地与各种测试设备集成

测量范围从小尺寸试样到大型零件

应变范围从微应变到大应变





运用亚像素图像处理技术进行三维型面、位移和应变测量

    ARAMIS系统采用高分辨率数码相机,在加载过程中,对被测零件表面进行连续的拍照测量。利用简单的标定程序,可以非常准确地确定测量头状态、相机位置和测量范围。同时对测量镜头的光学变形进行补偿。

    利用数字相关性技术(DIC)对每组图像进行分析和计算。在每个相机图像中获得海量的微面片,并计算每个微面片的灰阶分布,从而计算出每个微面片在所有图像中的准确位置,计算精度可达到亚像素级。

    利用对测量头上两个相机标定后的数学关系,结合数字图像相关性计算和立体相机光学三角形原理,最终获得每个微面片的三维空间坐标。分析微面片在不同加载阶段的三维空间位置,进而准确地计算出其在X. Y和Z方向上的位移。

ARAMIS可以获得的测量结果:

全场三维坐标系,位移和应变

高分辨率的三维网格面

平面应变张量

基于三维几何形状的可视化结果

通过测量可以对产品特性有更好地了解

    产品开发过程中,需要确定零件的尺寸、材料的特性、以及对有限元计算模型的验证。通过ARAMIS的测试数据可以更好地并全面地了解材料和零件的各种力学性能参数和动态变形行为。

材料测试

    ARAMIS全场应变结果显著提高了测定材料力学性能的精度。

    利用ARAMIS测量可以使常规的力学性能测试具有更高的可靠性和重复精度,例如测定板材的流变屈服曲线和成形极限曲线。同时,由于ARAMIS具有非接触测量和获得全场高分辨率的局部应变等优势可以很好的满足一些特殊要求的材料测试包括:

高温测试

高速测试

尺寸非常小的试样

    目前,ARAMIS全场应变测试系统已获得全球数百家材料研究机构的认证,并广泛应用于材料的力学性能测试

应变一应力分析

R值

泊松比

杨氏模量

成形极限曲线

残余应力分析

剪切模量

三维实时测量

    ARAMIS可对试样表面多个测量位置进行实时测量,

测量数据实时传递给试验设备、数据采集系统或数据处理软件(如LabView,  DIAdem, MSExcel等),利用实时获得的信息对试验过程进行在线控制

对试验机进行实时控制

长周期的寿命失效测试

震动分析

三维视频引伸计



零件测试和分析


ARAMIS可满足零件性能测试中的各种复杂挑战

★不受材料、尺寸和几何形状的限制

★可在产品的实际工作条件下进行测量



借助ARAMIS系统可以获得实际零件的几何形状信息,

克服了传统测试工具,如应变片、位移传感器(

LVD丁)、振动计的测试局限。


    

由于三维零件具有明显的非线性变形行为,因此获

零件表面三维全场的测量结果是至关重要的。在

ARAMIS系统的软件中,可以非常方便地将实际测试所获

得的三维结果与产品的三维CAD模型进行坐标对齐,并

进行对比分析,得到整个零件变形的可视化结果。


    无论是静态或是动态测试,无论是小尺寸零件还是大

型零件,抑或是在高速状态下,ARAMIS都能很好的

获得完整地测试结果以便做以下分析:

强度分析

振动分析

耐久性分析

碰撞试验




有限元分析

    在新产品设计和制造过程中,越来越多地应用有限元

分析软件来进行模拟分析,对产品性能和制造工艺进行优

化和改进。材料的性能参数和零件的变形行为则对仿真软

件的计算精度和可靠性具有重要的影响。


    ARAMIS系统可以直接读取各种有限元结果(ANSYS.

ABAQUS. Autoform. PAM-Crush)并将实际测试结果与有限

元仿真软件的理论数据进行对比和分析,从而对有限元计

算精度进行验证和优化。





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TAGS:有限元 数值模拟 数字图像相关法 非接触全场应变测量 

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