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標(biāo)題: XJTUDIC三維數(shù)字散斑動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)量分析系統(tǒng) 介紹 [打印本頁(yè)]
作者: tuiguang    時(shí)間: 2010-7-16 15:07
標(biāo)題: XJTUDIC三維數(shù)字散斑動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)量分析系統(tǒng) 介紹
概述：
' X0 I' Y0 n) W3 Z0 _* K* O
$ [. n; b% a1 d) _; W( k    2007年以來(lái)，國(guó)際上基于數(shù)字圖像相關(guān)法(Digital Image Correlation,DIC)測(cè)量全場(chǎng)應(yīng)變技術(shù)，得到了爆炸性發(fā)展和應(yīng)用[參看STRAIN期刊2008年社論]，廣泛應(yīng)用于各個(gè)學(xué)科的研究，如材料力學(xué)、生物力學(xué)、斷裂力學(xué)、微觀納米應(yīng)變測(cè)量、宏觀大尺寸變形測(cè)量、各種新材料性能測(cè)試等。* T/ o7 P2 v+ c( `
    歡迎各大學(xué)和研究所，基于“XJTUDIC三維數(shù)字散斑動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)量分析系統(tǒng)”進(jìn)行跨學(xué)科合作研究，合作進(jìn)行三維全場(chǎng)應(yīng)變實(shí)驗(yàn)。5 n* `# R0 r" W# c
    XJTUDIC三維數(shù)字散斑動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)量分析系統(tǒng)是一種光學(xué)非接觸式三維形變測(cè)應(yīng)變量系統(tǒng)，用于分析、計(jì)算、記錄變形數(shù)據(jù)。采用圖形化顯示測(cè)量結(jié)果，便于更好地理解和分析被測(cè)材料的性能。系統(tǒng)識(shí)別測(cè)量物體表面結(jié)構(gòu)的數(shù)字圖像，為圖像像素計(jì)算坐標(biāo)，測(cè)量工程的第一個(gè)圖像表示為未變形狀態(tài)。在被測(cè)物體變形過(guò)程中或者變形之后，采集連續(xù)的圖像。系統(tǒng)比較數(shù)字圖像并計(jì)算物體紋理特征的位移和變形。該系統(tǒng)特別適合測(cè)量靜態(tài)和動(dòng)態(tài)載荷下的三維變形，用于分析實(shí)際組件的變形和應(yīng)變。
6 R' {$ d6 P! w+ v" D& v   如果被測(cè)物體具有很少的紋理特征，需要將表面處理成隨機(jī)散斑紋理，如下圖所示，例如在物體表面噴黑色或白色的自噴漆。
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3 K/ |! q3 |% |% \: ~               
* D* f- _, ^. D     隨機(jī)圖案（Stochastic pattern）    帶有2像素重疊區(qū)域的15*15像素面片  % g2 I9 d( S4 p# t4 v6 V* x% M

$ L: s9 {, z& ^* ~, s1 F    XJTUDIC三維數(shù)字散斑動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)量分析系統(tǒng)，采用數(shù)字圖像相關(guān)方法DIC（Digital Image Correlation），結(jié)合雙目立體視覺技術(shù)。采用兩個(gè)高速攝像機(jī)，實(shí)時(shí)采集物體各個(gè)變形階段的散斑圖像，利用圖像相關(guān)算法進(jìn)行物體表面變形點(diǎn)的立體匹配，并重建出匹配點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)。對(duì)位移場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理和變形信息的可視化分析，從而實(shí)現(xiàn)快速、高精度、實(shí)時(shí)、非接觸式的三維應(yīng)變測(cè)量。
9 J" F- x+ b  I   數(shù)字圖像相關(guān)（DIC）是一光測(cè)力學(xué)變形測(cè)量方法，DIC又稱為DSCM（Digital Speckle Correlation Method）或數(shù)字圖像散斑相關(guān)DISC（Digital Image Speckle Correlation ）。+ n9 j- v& e/ }0 D' @
   數(shù)字圖像相關(guān)DIC的基本原理是通過(guò)圖像匹配的方法分析試件表面變形前后的散斑圖像，來(lái)跟蹤試件表面上幾何點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)得到位移場(chǎng)，在此基礎(chǔ)上計(jì)算得到應(yīng)變場(chǎng)。在DIC算法中，圖像匹配時(shí)常用圖像子區(qū)的相關(guān)性來(lái)表征同圖像上兩個(gè)子區(qū)的相似程度，因此該圖像子區(qū)常稱為“相關(guān)窗”，而DIC名字中也因此保留了“相關(guān)”這個(gè)名詞。& d; ^" x8 m) V3 w$ l7 D, J0 n# G
   
5 O6 i  }. e/ b: C   系統(tǒng)資料下載：簡(jiǎn)介---XJTUDIC三維數(shù)字散斑動(dòng)態(tài)變形測(cè)量分析系統(tǒng)(點(diǎn)擊查看)1 q& P6 W8 z$ r" N: v: f( r
   國(guó)際發(fā)展：STRAIN期刊編輯社論(點(diǎn)擊查看)! c9 D& v1 K1 ^+ N
   應(yīng)用案例：拉伸試驗(yàn)三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量分析(點(diǎn)擊查看)4 b. `% V& j- Y2 N* T6 f  o
   應(yīng)用案例：鈦合金試件壓縮變形三維數(shù)字散斑試驗(yàn)(點(diǎn)擊查看) ( j' O3 z0 d' ]. x: R
   試驗(yàn)分析：XJTUDIC數(shù)字散斑系統(tǒng)與電子引申計(jì)比對(duì)試驗(yàn)
$ G3 x* D- v! y- R   技術(shù)分析：數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)DIC的發(fā)展和應(yīng)用（點(diǎn)擊查看）& n5 i7 A- _# ^
   系統(tǒng)功能：總體功能、主要功能、變形分析、應(yīng)變分析、分析曲線、報(bào)表功能、截線分析、等勢(shì)線（點(diǎn)擊查看）8 w) J5 }( y3 B7 P5 |5 j1 D
  6 d/ v/ L5 Y9 n. R3 G
    2 q1 m8 q. E: k2 _& x  `7 X

, J) g( h# q, `一般測(cè)量步驟       計(jì)算步驟      顯示和編輯       輸出功能      視頻演示' Q( k, e3 ~+ o0 L0 L- B5 t
( q0 f+ l/ `2 \5 S" H
1 B4 m, K! S. j
總體功能
- L' E+ M+ s+ K+ J  7 ]' K! b# z% X/ g9 `+ J, j
主要功能) f. F4 l, p0 P+ P+ |  h* A) K/ g
  ; G+ W4 x6 E. J- s9 z/ N
變形分析/ V, @6 Q, ?% ^  B7 l( n5 d
  8 k& e) g, C3 h/ q( @$ r
應(yīng)變分析
- m5 U0 N$ D; @& q: H/ |- u + f5 L6 V/ h6 y, m: ~3 v

8 ^+ a% U( `: g8 Z6 [! h- V分析曲線. s% u) K$ Y7 l% Z( L
  
  J( i' f$ j9 d) Z報(bào)表
( w% m' K# }( n4 j4 R  ! ^, R* g4 O* {# u! @! [
截線分析8 x, Z& [, q8 z% J8 I2 o, h: O
  
3 I0 Y* y/ M! g9 d5 N等勢(shì)線分析; z" K+ _# h9 f7 b! T/ J
  j5 ]: l9 k' z* ~+ ~) p
- ?/ ^# W6 Q8 R5 @2 h
   
# h+ n  J8 h# e# S  y
9 |4 Q7 A) d$ O6 Y1 D! ~/ V
: j! u* u0 s; M1 @XJTUDIC系統(tǒng)硬件           各種應(yīng)變計(jì)算和分析功能   
2 V- x2 k8 x, d( Z 9 }/ e* K" w/ r% D! p% r0 e/ t
  " ]  M9 {3 l9 k
& r% g! p3 ]7 M) b. j

" l3 G( q; \4 Q: g) ~- I
2 _5 Y) {  E& X0 a" c: n& b
. ^4 z. q" p3 F9 [8 J( P( }1 t  y( H
4 w  V# L. e4 l6 ~
+ @8 f7 R# v& u' v0 e* o9 x! |5 d5 v" q8 u+ C" U3 }
, F8 i% h% w: \: r6 c$ O

4 b. @( }0 d4 p3 M* o. A; |
7 c; A( k+ Z" D8 ~9 Y+ h) ?  o4 o- ]: Z; y: _
功能特點(diǎn)：: |9 i( X8 x' G) r' {  v- Q$ b
/ I$ p: {+ `: p$ X' \
由兩個(gè)工業(yè)相機(jī)、光源、多功能控制器、計(jì)算機(jī)等組成。
: V$ r% c/ ^( Y* o多路A/D輸入、多路D/A輸出、多路開關(guān)量輸入和輸出。
8 Z2 }8 ]% C' m/ T可與各種試驗(yàn)機(jī)配合使用，同步采集試驗(yàn)機(jī)的力、位移、變形等數(shù)據(jù)。系統(tǒng)也可單獨(dú)使用。
9 P0 S  f/ y2 a$ S) X5 ^實(shí)現(xiàn)二維、三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量和分析。$ d' U) M7 `3 ?+ R6 Q. w1 `' X- y1 t
強(qiáng)大的處理功能：各種分析功能、各種坐標(biāo)轉(zhuǎn)換功能等。
0 l3 P$ I# B2 s. T* N系統(tǒng)在不同時(shí)刻圖像中自動(dòng)分配一一對(duì)應(yīng)的正方形或者矩形的面片,例如15*15像素的面片  }7 C' {2 C# ^0 R/ @  v5 c
簡(jiǎn)單的試件準(zhǔn)備，試件表面只要求隨機(jī)或規(guī)則的圖案& n5 F  x& ?* F  F1 k: z
大的測(cè)量范圍：采用同一個(gè)設(shè)備，既可測(cè)量小件也可以測(cè)量大件，試件大小從1mm到2000mm，變形的測(cè)量范圍從0.01%到幾個(gè)100%
) i* T2 V& L% l, s2 n6 k高密度測(cè)量點(diǎn)的全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量，三維圖形顯示測(cè)量結(jié)果7 c% V  m$ l' R( C3 A6 D
圖形化表示測(cè)量結(jié)果，對(duì)試件性能提供最佳理解
$ l. k4 H+ u7 X, s- C2 E! \各種坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，如3-2-1坐標(biāo)轉(zhuǎn)換
7 D" ~/ X% Z) p3 R4 |5 M' K. t2 t, }6 S測(cè)量過(guò)程和結(jié)果數(shù)據(jù)報(bào)告的生成和輸出功能( h, i1 Q+ g3 l) T- f
用默認(rèn)或者自定義的顏色來(lái)表示計(jì)算和測(cè)量結(jié)果的顯示, T9 ~+ b9 F& J7 a0 b, n  X7 X. H
系統(tǒng)具有移動(dòng)方便，便于運(yùn)輸
% d# {( g  V4 s( V
. Y  c$ U( b$ E3 A4 ?3 O" j) t% A: p8 a5 M
應(yīng)用領(lǐng)域：  
& q7 |- ~1 R0 O. V/ ?5 B% J- A3 ?
應(yīng)變計(jì)算、強(qiáng)度評(píng)估、組件尺寸測(cè)量、非線性變化的檢測(cè)
6 i0 A+ A! T2 H2 h$ |先進(jìn)材料（CFRP、木材、 內(nèi)含PE的纖維、金屬泡沫、橡膠等）
  @: Q/ O. `4 \5 }2 y. n) ~' H- `零部件試驗(yàn)（測(cè)量位移、應(yīng)變）
2 w. I/ n. P7 O材料試驗(yàn)（ 楊氏模量、泊松比、彈塑性的參數(shù)性能）
$ w% d5 Y0 f  [& S; V2 V" X生物力學(xué)（骨骼、肌肉、血管等）
) s4 g" B. o3 t7 u微觀形貌、應(yīng)變分析（微米級(jí)、納米級(jí)）9 W/ W- e6 ^; X4 y# w% I) [- ~
斷裂力學(xué)性能- x9 X! E  W& g; d7 p6 i0 ?9 K
有限元分析（FEA）驗(yàn)證# `/ q% c- t% o: p  m) Y8 L
動(dòng)力學(xué)測(cè)量（動(dòng)態(tài)測(cè)量、瞬態(tài)測(cè)量）$ f  `/ L; L. J% g9 ?4 X. d7 r$ V
三維全場(chǎng)振動(dòng)分析9 N$ t8 x/ h/ q8 k9 e1 Q
高速變形測(cè)量
( A) F$ }8 Y( [5 T6 s/ y5 U動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)量，如疲勞試驗(yàn)' V: v: w! h+ S8 U! o+ d$ Q, A
諧振、沖擊和噪聲激勵(lì)
4 Z8 h7 H. ^5 B% {1 @3 a/ k蠕變和老化過(guò)程的特性分析
2 f: L+ R2 h/ @) M5 v. B成形極限曲線FLC測(cè)定/ Z& ]9 c; X+ j
各種各向同性和各向異性材料變形特性
2 T- p0 q$ z; W; L. T9 e1 s8 a' F" }: R! z" Z& x
一般指標(biāo)：
6 B* [1 k* Q: w6 u! {& [/ A9 g5 C5 A% Y; n0 c
測(cè)量面積  測(cè)量范圍可變：幾毫米～幾米，典型尺寸為32×24×24 mm至4000×3750×3750 mm - p$ l* X# J2 }4 K7 A+ g
測(cè)量靈敏度   
3 ]* l. M) C, `+ V1 Y位移：可達(dá)視場(chǎng)的1/100000，取決于測(cè)量條件。（當(dāng)視場(chǎng)為100mm時(shí)約為1μm）
" r  Y$ k! K8 x2 o% ]  \% b
' ?- M2 `3 K* T  g7 d應(yīng)變：典型值為0.01％  9 `5 h2 j/ c$ P3 a9 o
測(cè)量范圍  達(dá)到數(shù)倍100％應(yīng)變
  `# r, W+ k$ e* A3 j+ H. q9 r& K% x! b測(cè)量輸出  表面外形，每個(gè)表面點(diǎn)的三維位移、應(yīng)變
5 S& ^; v! z' k, g, P相機(jī)分辨率  有多種選擇，100萬(wàn)像素～1100萬(wàn)像素 , L: S. F+ u; T* P; H( n% c" u( V
幀頻  10Hz~5000Hz 4 \0 ?# ]" L  }8 G7 m
標(biāo)定板  尺寸從32×24mm至4000×3750mm，可根據(jù)用戶要求提供其他尺寸 1 s/ o- s* Z2 a8 D+ Z
控制單元  計(jì)算機(jī)控制單元，集成的模擬數(shù)據(jù)采集與記錄輸入單元：多路A/D、D/A、開關(guān)量輸入輸出數(shù)據(jù)采集通道，相機(jī)同步控制電源±0.05V~±10V。  . u& m' Y' |" l3 b5 J' x
各種試驗(yàn)機(jī)接口 與各種試驗(yàn)機(jī)（如電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)）無(wú)縫連接，同步采集試驗(yàn)機(jī)的各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，如拉力、位移、變形、速度、開始、結(jié)束等。 # C! R( K( M6 N9 P2 _
照明單元 采用LED冷光源均勻照射被測(cè)物表面，以提高測(cè)量精度 * L/ n$ V# S$ ^1 B6 K

4 d: f: ]1 g5 i
! r, j1 z( {1 \: R" i# @, Q; s* u
+ B4 K( A7 B# H1 ?6 G9 Q+ C9 E
# t# w: _$ d* w" `, P4 O用途：1 r% J' x) c1 h3 [7 ^

: F3 v. ~7 n  J. S2 |* w XJTUDIC 三維數(shù)字散斑動(dòng)態(tài)變形測(cè)量分析系統(tǒng) 用于三維變形場(chǎng)測(cè)量，成為實(shí)驗(yàn)力學(xué)領(lǐng)域中一種重要的測(cè)試方法，其主要應(yīng)用有：
) [2 }7 |; y6 Z/ H! @6 D; V  j7 u9 ~
可用于全場(chǎng)振動(dòng)測(cè)量、動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)量、高速變形測(cè)量、斷裂力學(xué)、沖擊激勵(lì)及動(dòng)態(tài)材料試驗(yàn)中測(cè)量材料特性參數(shù)等。系統(tǒng)的靈活的設(shè)計(jì)使應(yīng)用范圍非常廣泛，包括從微電子或生物力學(xué)的顯微研究至航天、航空、汽車、艦船及鐵路工業(yè)領(lǐng)域的大尺寸零部件測(cè)量。
8 O* q/ \5 ~1 ^) \- Y% y0 W" O
6 \+ o7 R! _6 J  Y$ ^5 Z, Q- x# p   1) 在材料力學(xué)性能測(cè)量方面：可應(yīng)用于各種復(fù)雜材料的力學(xué)性能測(cè)試中。如火箭發(fā)動(dòng)劑固體燃料、橡膠、光纖、壓電薄膜、復(fù)合材料以及木材、巖石、土方等天然材料的力學(xué)性能的檢測(cè)中。# X& Z) T  Y0 I9 n- e

3 x8 L3 o- U- o3 O, }4 t2 ?5 m廣泛應(yīng)用于破壞力學(xué)研究中，包括裂紋尖端應(yīng)變場(chǎng)測(cè)量、裂紋尖端張開位移測(cè)量以及高溫下裂紋尖端應(yīng)變場(chǎng)測(cè)量等。
. W2 Q3 a9 |+ r# D; P   2) 在細(xì)觀力學(xué)測(cè)量方面：借助于掃描電子顯微鏡(SEM)、掃描隧道電子顯微鏡(STEM)以及原子力顯微鏡(AFM).
作者: brister0302    時(shí)間: 2010-7-16 17:25
學(xué)習(xí)了，謝謝樓主分享！！！



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