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利用高速DIC技术对航空材料金属棒材进行高频振动分析

2023-09-18

理解结构部件的振动行为,在各种机械设计过程中都很重要。结构振动DIC测量分析可以帮助工程师确定运行参数和进行寿命估算。传统传感器的测量和技术(包括加速度计和激光多普勒振动计(LDV))进行振动分析,但这些技术有自己的局限性。

DIC技术(数字图像相关法)结合高速摄像机来测量变形、位移和应变,与加速度计和 LDV 不同,它采用非接触式进行测量,可生成瞬时全场位移图而不是单点值,通常比传统传感方法更快、更便宜。另外,通过搭配高速摄像机,DIC可进行高频结构振动分析,并获得精确振动数据结果。

本实验拟研究航空金属棒材在专用高频实验机下做往复振动实验时,其根部(夹持端)表面应变变化。被测试样长约200mm,直径约5mm,被测根部约15mm长。

DIC振动分析实验方案

实验中,被测棒材在实验机上做高频往复振动,振动频率高,非接触测量方法中传统的工业相机由于帧频有限,无法跟踪拍摄整个实验过程,故需引入高速摄影机。

3D-DIC高速摄影仪测量系统.jpg

高速摄像机图像采集

需将高速摄影机拍摄的图像导入到XTDIC三维全场应变测量系统软件中,进行处理分析,最终得到被测物表面应变场数据。

DIC振动分析实验过程及结果

前期准备工作结束后,开启试验机,当被测结构件振动达到稳定后,高速摄影完成7秒的数据采集。

在XTDIC三维全场应变测量系统软件中创建散斑域,添加种子点,点击自动计算即可完成采集图像的计算。XTDIC三维全场应变测量系统软件的分析计算功能,可对航空材料金属棒材进行高频振动分析。

3D-DIC高速摄影仪测量系统用于航空材料加载振动模态分析.jpg


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