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非接触式应变测量

更新时间:2023-03-03      点击次数:682

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什么是非接触式应变测量?

传统的应变测量装置,如应变计和夹式引伸计,需要连接到试样上。而非接触式方法将激光/数码相机与记录系统和图像测量技术相结合,可以精确计算任何给定测试样品的多轴位移、应变和应变率。

基础的非接触式应变测量解决方案(NCSS)是一维的,测量被测样品上两点或标记之间的距离。这些一维解决方案用于点对点拉伸/压缩应变测量和裂纹开口位移(COD)。目前此类NCSS的最常见技术是激光器,光学线扫描仪和数字图像相关(DIC)软件。

非接触式引伸计也用于二维测量。测量轴向平均应变、轴向横向应变(r/n/k)、剪切和裂纹扩展。

三维应变测量需要立体成像功能,至少有两组光学元件从固定距离观察同一物体,以进行垂直、水平和面外测量。允许用户利用更强大的DIC软件来测量全场位移、应变和应变率。


为什么要使用非接触式应变测量技术?

虽然有充分的理由使用传统的接触式引伸计,但非接触式应变测量通常可以提高数据准确性并节省时间。使用NCSS,测试数据不会受到样品上接触装置的重量或锋利边缘的影响。在处理柔软或精细的样品时,这尤为重要。

图像记录清楚地识别样品失效位置,主要通过测试后的测量调整,为审查和改进测试数据提供了机会。准确了解样品性能的能力意味着可以通过更少的测试获得准确的数据,从而节省时间。记录的物理数据也可以进行后处理,并用于创建、验证甚至改进所选材料的现有有限元分析(FEA)模型。

因此,NCSS可以轻松捕获准确而全面的数据,对有关试样性能的更详细数据的需求,特别是在评估新复合材料和其他先进材料或具有特殊几何形状的试样时,正在推动对非接触式解决方案的需求。20190901212632_406.jpg


具体案例

对于材料/样品可能不均匀、平面和各向同性的开发或研究工作(例如复合材料、增材制造材料或小型结构/设备),可能有机会通过目视捕获故障机制来提高测试实验室的生产力。当通过设计完成时,所需的测试数量可以大大减少。通过使用2D或3D,用户可以从单个测试中收集更多信息。

使用单光学系统进行基本材料测试可以轻松提供轴向和横向应变信息,以确定泊松比,r,n和k值。包括测试的视频记录为实验室管理人员提供了测试结果的证实证据。


NCSS发展趋势

由于计算机处理器和高分辨率数码镜头技术的不断发展,NCSS变得更容易使用且更实惠,使其成为所有材料测试领域的可行选择。现在,实验室管理人员可以利用NCSS来提高数据准确性和实验室生产力。目前有各种各样的解决方案可用,因此他们可以找到适合其具体测试挑战的选项。