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PMLAB—非接触式全场应变测量系统


系统简介

    非接触式全场变形测量系统主要采用数字散斑相关方法,结合工业近景拍摄技术采用工业摄像头,实时采集物体各个变形阶段的数字图像利用数字图像相关算法进行物体表面变形点的匹配,重建出匹配点的坐标。对位移场数据进行平滑处理和应变信息的可视化分析,从而实现快速、高精度、实时、非接触式的全场变形及应变测量


组成及特点

    非接触式全场变形测量系统是由CCD相机,镜头,分析软件,图形工作站、支架及灯组成。


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

试样制备简单高速测试

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


主要技术参数:

★核心技术:工业近景摄影测量、数字图像相关法 

测量相机:支持十万至千万像素相机,支持低速到高速相机,

支持千兆网和Camera Link等多种相机接口 

图像分辨率:1600×1200像素

实时测量:采集图像的同时,实时进行全场应变计算

位移测量精度 :0.01pixel 

应变测量范围 :0.005%-1000%  

单次测量范围:以选用的成像镜头而定 (从1mm到20m )

实时应变测量速率:最高60Hz 

试验机接口 :实时同步采集试验机的力、位移等信号



应用领域

    非接触式全场变形测量系统用于变形场多点及全场测量,已成为实验力学领域中一种重要的测试方法,其主要应用有:

●各种材料(金属、塑料、橡胶、复合材料、高分子材料、皮革、薄膜、岩土、生物材料等)的力学测试,与试验机结合,可实现材料应力-应变曲线、弹性模量、泊松比等等力学参数的测量,另外,全场变形测量功能还可以应用于各类非均匀变形场的测量中。

材料性能测试:应变—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、剪切模量等零件测试和分析:强度分析、振动分析、耐久性分析、碰撞试验

有限元分析: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。



应用案例

混凝土三点弯曲梁试验

     

裂缝扩展过程

混凝土楔入劈拉试验

   

                                                                  位移场                                                                应变场

混凝土力学测试

     

                       混凝土干缩实验                                                                                      纤维混凝土拉伸破坏试验

测量对象:混凝土(粗、细骨料,水泥,沙,水混合)

测量现场:50cm×50cm

测量目的:观测混凝土干缩过程,研究各成分的比例对干

                 缩的影响以及骨料对干缩的约束效果


岩石力学性能测试

测试天然岩石在静态压力作用下的应变 分布及裂纹扩展情况

      

              岩石单轴静态压缩测试                            三维应变云图( 点、截面、EpsilonX  

砂岩应变分析

    


海冰力学性能测试

利用光测技术在环境温度零下十度左右情况下获得了海冰损伤断裂破坏的全过程数据,研究获得了海冰的抗压及断裂性能,得到了不同加载率情况下海冰破坏的时间、位置和类型等数据。

              

                    制斑后的海冰试件                                                                            破坏变形云图


材料力学测试

       

                    三点弯曲试验                                                                                高分子圆柱体拉伸

测量对象:铝合金三点弯试件                                   测量对象:高分子材料的圆柱试件

测量现场:15cm×15cm                                          测量现场:15cm×15cm

测量目的:三点弯曲典型力学试验,全场应变测量   测量目的:测量拉伸过程试件的位移场、应变场,研究高分子材料力学特性

          

       圆柱导管表面损伤监测                            显微视场下观测裂纹生长

 


确定材料特性 成形极限Forming Limit Curve

高温环境箱拉伸测试

      


有限元计算仿真结果验证

通用仿真软件接口有:ANSYSAbauqsDeformAutoform

仿真对比的一般流程:

●输入仿真结果

坐标系对齐

表面偏差的计算

仿真结果与测量点拼合

计算仿真与测量结果的偏差



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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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