光學(xué)非接觸應(yīng)變測量是一種通過光學(xué)測量技術(shù)實現(xiàn)的應(yīng)變測量方法,光學(xué)非接觸應(yīng)變測量利用光與物質(zhì)相互作用時產(chǎn)生的光學(xué)現(xiàn)象(如光的反射、折射、干涉、衍射等)來間接地測量物體的變形。通過分析物體變形前后光學(xué)信號的變化,可以推導(dǎo)出物體的應(yīng)變狀態(tài)。利用全息原理記錄物體的三維信息,通過比較變形前后的全息圖,可以計算出物體的應(yīng)變場。通過激光照射物體表面并測量反射光的振動情況,可以計算出物體的微小變形和應(yīng)變?;趫D像處理技術(shù),通過比較物體變形前后兩幅或多幅數(shù)字圖像中特征點的位移變化,來計算物體的應(yīng)變場。DIC具有全場測量、精度高、易于實現(xiàn)等優(yōu)點。三維應(yīng)變測量技術(shù)用于測量橋梁、建筑等結(jié)構(gòu)在受力或變形時的應(yīng)變狀態(tài),以評估其安全性和穩(wěn)定性。北京全場非接觸測量
建筑變形測量應(yīng)按確定的觀測周期與總次數(shù)進行觀測。變形觀測周期的確定應(yīng)以能系統(tǒng)地反映所測建筑變形的變化過程且不遺漏其變化時刻為原則,并綜合考慮單位時間內(nèi)變形量的大小、變形特征、觀測精度要求及外界因素影響確定。1.對于單一層次布網(wǎng),觀測點與控制點應(yīng)按變形觀測周期進行觀測,對于兩個層次布網(wǎng),觀測點及聯(lián)測的控制點應(yīng)按變形觀測周期進行觀測,控制網(wǎng)部分可按復(fù)測周期進行觀測。2.控制網(wǎng)復(fù)測周期應(yīng)根據(jù)測量目的和點位的穩(wěn)定情況而定,一般宜每半年復(fù)測一次。在建筑施工過程中應(yīng)適當縮短觀測時間間隔,點位穩(wěn)定后可適當延長觀測時間間隔。 北京VIC-3D非接觸式應(yīng)變系統(tǒng)傳統(tǒng)的測量方法受限于透明材料表面反射和透射影響,而光學(xué)非接觸測量技術(shù)能有效解決問題,實現(xiàn)高精度測量。
在安全日益重要的現(xiàn)在,應(yīng)變也受到了越來越較多的關(guān)注,那么什么是應(yīng)變?應(yīng)變是一個重要的物理量,指在外力和非均勻溫度場等因素作用下物體局部的相對變形。應(yīng)變測量是機械結(jié)構(gòu)和機械強度分析里的重要手段,是保證機械設(shè)備正常運行的重要分析方法,在航空航天、工程機械、通用機械以及道路交通等領(lǐng)域有著十分廣的應(yīng)用。應(yīng)變測量的方法很多,其對應(yīng)的傳感器也各不相同,主要有電阻應(yīng)變片、振弦式應(yīng)變傳感器、手持應(yīng)變儀、千分表引伸計、光纖布拉格光柵傳感器等,其中電阻應(yīng)變片以其靈敏度高、響應(yīng)速度快、造價低、安裝方便、質(zhì)量輕、標距小等特點應(yīng)用比較為普遍。
對于復(fù)合材料的拉伸試驗,可以使用試樣一側(cè)的單應(yīng)變測量來測量軸向應(yīng)變。然而,通過在試樣的相對兩側(cè)進行測量并計算它們的平均值,可以得到更一致和準確的結(jié)果。使用平均應(yīng)變測量對于壓縮測試至關(guān)重要,因為兩次測量之間的差異用于檢查試樣是否過度彎曲。通常在拉伸和壓縮測試中確定泊松比需要額外測量橫向應(yīng)變。剪切試驗時需要確定剪切應(yīng)變,剪切應(yīng)變可以通過測量軸向和橫向應(yīng)變來計算。在V型缺口剪切試驗中,應(yīng)變分布不均勻且集中在試樣的缺口之間,為了更加準確測量這些局部應(yīng)變需要使用應(yīng)變儀。 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,三維應(yīng)變測量技術(shù)也在不斷改進和完善。
在材料科學(xué)的研究中,三維應(yīng)變測量技術(shù)已成為一個不可或缺的工具。其獨特之處在于,它運用了一個可移動的非接觸式測量頭,這使得該技術(shù)能在各種測量環(huán)境下靈活應(yīng)用,無論是靜態(tài)、動態(tài)、高速還是高溫環(huán)境,都不在話下。更值得一提的是,它能詳盡無遺地探測材料的復(fù)雜屬性。與傳統(tǒng)的應(yīng)變計測量方法相比,三維應(yīng)變測量技術(shù)所獲取的數(shù)據(jù)信息更為豐富和詳盡,這為數(shù)字仿真提供了更為細致入微的對比和評估材料。特別是在彈性塑性材料等特殊領(lǐng)域里,它的表現(xiàn)尤為出色。光學(xué)三維測量技術(shù)則是集光、電、計算機等技術(shù)之大成者,具有非接觸性、無破壞性、高精度和高分辨率以及快速測量的特點。它運用光學(xué)傳感器和相機等設(shè)備,能夠?qū)崟r捕獲材料表面的形變信息,并將這些信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字化的三維應(yīng)變數(shù)據(jù)。在材料的力學(xué)實驗中,三維應(yīng)變測量技術(shù)同樣能大顯身手。無論是杯突實驗、抗拉實驗、拉彎實驗還是剪切實驗,它都能輕松應(yīng)對。通過對材料在不同加載條件下的應(yīng)變分布進行測量,科學(xué)家們能更深入地了解材料的力學(xué)性能和變形行為。這些數(shù)據(jù)對于材料的設(shè)計和優(yōu)化具有無可估量的價值。 光學(xué)非接觸應(yīng)變測量技術(shù)還可用于測量透明材料的厚度和位置,如玻璃、塑料等。山東全場三維非接觸式測量系統(tǒng)
DIC方法具有全場測量、高靈敏度、高精度等優(yōu)點,特別適用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)和生物力學(xué)測試等領(lǐng)域。北京全場非接觸測量
振弦式應(yīng)變測量傳感器的研究起源于20世紀30年代,其工作原理如下:鋼弦在一定的張力作用下具有固定的自振頻率,當張力發(fā)生變化時其自振頻率也會隨之發(fā)生改變。當結(jié)構(gòu)產(chǎn)生應(yīng)變時,安裝在其上的振弦式傳感器內(nèi)的鋼弦張力發(fā)生變化,導(dǎo)致其自振頻率發(fā)生變化。通過測試鋼弦振動頻率的變化值,能夠計算得出測點的應(yīng)力變化值。振弦式應(yīng)變測量傳感器的特點是具有較強的抗干擾能力,在進行遠距離輸送時信號失真非常小,測量值不受導(dǎo)線電阻變化以及溫度變化的影響,傳感器結(jié)構(gòu)相對簡單、制作與安裝過程比較方便。 北京全場非接觸測量