隨著現(xiàn)代工程技術的發(fā)展，越來越多的工程構件被廣泛應用于各種領域,。在構件的服役過程中,，外載應力和溫度場變化等因素會對其產(chǎn)生影響。當這些影響超出構件可承受范圍時,，構件會發(fā)生緩慢變形,，出現(xiàn)裂紋甚至發(fā)生斷裂,。這將導致嚴重的后果,，甚至危及人們的生命安全。

在材料科學及工程應用領域,，實現(xiàn)不同材料的服役過程中的應變測量,，對于研究其力學行為演變規(guī)律,、提高尺寸穩(wěn)定性、優(yōu)化服役性能及使用壽命等都有著至關重要的影響,。為進一步精確測量追蹤檢測,，數(shù)字圖像相關法應運而生。

一,、用戶需求

在工程構件的力學測試中,，數(shù)字圖像相關法能夠實現(xiàn)對結構物體表面應變和形變場的快速、全場,、非接觸式測量,，可以為結構分析提供準確的邊界條件和應變數(shù)據(jù)。在結構件的設計過程中,，數(shù)字圖像相關法也可以用于驗證設計方案的可行性,，指導結構優(yōu)化設計。通過對相關工程構件進行應力大小測量和應力性質判定,，可以很好地預防應力變形開裂的發(fā)生,，為飛機、鐵路,、橋墩等工程構件的安全可靠運行提供數(shù)據(jù)支持,。

二、工程構件的檢測難點

1,、材料的異質性：工程構件材料往往存在不同部位和方向上的異質性,，這使得對材料進行全面、準確的檢測變得困難,。

2,、材料老化、損傷的影響：隨著時間的推移,，工程構件材料可能會出現(xiàn)老化,、損傷等問題，這些問題會影響材料的性能和力學特性,，從而對檢測結果產(chǎn)生影響,。

三、數(shù)字圖像相關法（三維DIC）測量方案

1,、DIC三維光學應變測量分析系統(tǒng),，基于計算機軟件處理采集到的圖像，從而得到物體表面或者內部位移場與應變場的變化情況,，是一種非接觸的,、無損的應變測量方法，在復雜載荷、大變形,、斷裂,、材料各異向性的應變測試方面具有很大的優(yōu)勢。如圖1

2,、DIC 系統(tǒng)優(yōu)勢

a,、非接觸測量

b、直接測量全場應變,、位移,、變形、形貌直接測量全場振幅,、ODS等振動信息

c,、可用于實時監(jiān)測

d、試驗過程可追溯,、可評估

e,、相關圖像數(shù)據(jù)可反復分析處理，以實現(xiàn)不同研究目的,，而無須重!試驗,，節(jié)約經(jīng)濟和時間成本。

四,、測試流程

為研究工程構件服役過程中的應變演化行為,，使用三維DIC方法對純鈦板材進行模擬測量，以高分辨率和高精度對試樣在不同拉伸狀態(tài)下的應變分布進行實時在線檢測,，并取得顯著成效,。

1、純鈦板材拉伸試驗

1）本次試驗選取了工程構件中純鈦板材試件作為試驗對象,，借助電液伺服疲勞試驗機對試件進行靜力拉伸試驗,，從而獲取試件的各項力學性能指標。

2,、操作步驟

下面是工程構件中純鈦板材在電液伺服疲勞試驗機進行拉伸測試時,，使用三維DIC方法的測試流程：

1、準備測試樣品：準備純鈦板材試樣,，并根據(jù)試驗機的規(guī)格確定試樣的尺寸和形狀,。在試樣表面選擇適當?shù)奶卣鼽c，并進行標記,。

2,、進行拉伸試驗：將試樣夾在電液伺服疲勞試驗機的夾具中，通過控制試驗機的負載系統(tǒng)對試樣進行拉伸,。在拉伸的過程中,，利用高速攝像機記錄試樣表面特征點的變形情況,，拍攝到試樣變形前后的多張照片。

3,、圖像處理：將攝像機拍攝的照片導入數(shù)字圖像相關軟件中，對試樣表面的特征點進行識別和跟蹤,，獲取試樣變形前后特征點的坐標和位移信息,，并計算出試樣的應變和應力分布。

4,、數(shù)據(jù)分析：根據(jù)三維DIC方法計算得到的應變和應力數(shù)據(jù),，進行數(shù)據(jù)分析，得到試樣的應力-應變曲線,、疲勞壽命等材料力學性能參數(shù),。

以上就是小編介紹的數(shù)字圖像相關法（三維DIC）在工程構件力學測試中的應用，希望可以給大家?guī)韼椭?！如果您還想了解更多關于DIC方法的精度級別,、應用場景、應變測量的傳統(tǒng)方法與DIC(數(shù)字圖像相關)方法的比較和DIC在半導體行業(yè)的應用等問題,，歡迎您關注我們,，也可以給我們私信和留言！科準測控技術團隊為您免費解答,！