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三维DIC技术在不同工况、多尺度下的材料力学探究应用

数字图像相关法(DIC)采用非接触式测量方法,允许用户对材料和结构进行全场轮廓,位移和应变的高精度测量。它不受测量物体本身的影响,可提供成千上万的测量点,可视化分析在加载下被测件物理特性之间复杂的相互作用,获取高质量的实验数据来确认和优化计算机仿真模型。

新拓三维XTDIC三维全场应变测量系统,三维DIC配合不同的图像采集硬件,可以适应高低温、高速、远距离、大空间等测试场景,适用于在材料力学、结构和形状变形、振动测量、位移轨迹追踪和运动分析等领域。

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三维DIC拉伸应用:钢材式样抗拉实验

研究目的:式样宽约20mm,带有预制切口,分析预制切口对式样在抗拉过程中表面应变分布造成的影响。

解决方案:XTDIC三维全场应变测量系统选用500万像素相机以及64mm*48mm标定板,测试其在抗拉过程中位移以及应变场的变化以及分布情况。

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三维DIC疲劳应用:裂纹尖端疲劳扩展实验

研究目的:获取式样在往复循环加载的情况下,缺口尖端裂纹扩展情况。试样在反复载荷作用下导致最终失效的过程,可以分为三个阶段:

1.在多次循环作用下,材料损伤在微观层面不断发展,直到形成宏观裂纹。

2.在每次循环中,宏观裂纹都会不断增长,直至达到临界长度。

3.当出现裂纹的组件无法继续承受峰值载荷时,就会发生断裂

解决方案:XTDIC三维全场应变测量系统具备疲劳采集模块,完成长时间的疲劳监测,可以分析材料加载过程中各个时刻的材料损伤和外部载荷的关系。

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三维DIC温度场应用:温度场耦合计算

研究目的:合金片在温度作用下表面温度场的变化。

解决方案:XTDIC三维全场应变测量系统结合红外相机,实验时,红外相机与工业相机在定制的标定模块下实现坐标系的统一,实现红外温度场与应变场的耦合。
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三维DIC高速应用:霍普金森杆高速动态实验

研究目的:不锈钢材质(尺寸:Ф4X10mm)霍普金森杆高速动态实验测量,获取材料的动态力学性能。

解决方案:实验过程中,XTDIC三维全场应变测量系统采用两台高速摄像机(100000帧/秒),拍摄并计算霍普金森杆拉伸、压缩过程中式样表面位移场、应变场。

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三维DIC-FLC应用:板材高温成形极限实验

研究目的:FLC板材成型极限测试,研究薄板在900°C成形温度下性能数据信息。

解决方案:XTDIC-FLC板材成形极限测量系统搭配高温板材成形试验机,获取板材在最高900°C温度下冲压成型过程中的图像,分析并提出钣金件冲压成形数据,高温热加工研究(高强度钢板)。

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DIC显微应用:微观尺度材料力学测试

研究目的:钢材质小试样,在原位试验台完成拉伸测试,通过显微测量系统的体式显微镜进行测量过程的变形图像采集,计算分析微小尺寸材料力学性能。

解决方案:采用XTDIC-Micro显微应变测量系统,搭配试验台控制器预留有力值通讯端口以及试验机力值通讯线,实现XTDIC-micro与原位实验台的力值通讯,可分析材料力学性能如如剪切、拉伸、压缩、弯曲、断裂、膨胀、翘曲等。

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