在材料科学领域,数值模拟对于预测材料的性能和行为具有关键作用。然而,对于橡胶这类具有复杂结构的材料,其特性的不确定性常常给模拟带来挑战。这种不确定性可能导致在相同结构模型下的两个橡胶样品在实验中展现出不同的动态反应。与金属等具有明确结构的材料相比,橡胶在拉伸测试下展现了厉害的弹性,实验数据与预测结果大致相符。为了更精确地评估橡胶在大拉伸变形下的性能,研究者可采用光学非接触应变测量技术。这种技术运用高精度工业摄像机,能够捕捉材料在大变形过程中的细微变化。该技术特别适用于测量小体积材料经历大变形的情况。将光学非接触应变测量得到的数据与有限元数值模拟结果进行对比,可以为数值模型提供宝贵的验证和修正依据。通过这样的比较,可以调整模型的参数,以确保其更准确地反映橡胶材料的实际性能。这对于满足石化行业中橡胶制品的特定技术参数和工艺性能要求至关重要。综上所述,光学非接触应变测量技术为评估大拉伸变形材料提供了有力工具。结合有限元数值模拟,不只可以验证模型的准确性,还能优化模型,以更精确地满足橡胶制品的性能要求。光学应变测量相比于传统接触式测量方法,具有高精度、高灵敏度和高速度的优势。江苏VIC-2D数字图像相关技术总代理

随着我国航空航天事业的迅猛发展,新型飞行器的飞行速度不断提高,这对其热防护结构提出了更高的要求。因此,热结构材料的高温力学性能成为热防护系统和飞行器结构设计的重要依据。数字图像相关法(DIC)是一种新兴的光学非接触应变测量方法,相比传统的变形测量方法,它具有适用范围广、环境适应性强、操作简单和测量精度高等优点,特别是在高温实验中具有独特的优势。某单位采用两台高速相机拍摄风洞风载下垂尾模型的震颤研究情况,并通过光学应变测量系统分析不同风速下各个位置(标记点)的振动和散斑(C区域)的变形状态,获得了该尾翼振动模态参数和振型。福建哪里有卖全场三维非接触应变测量系统光栅片法:将光栅片粘贴在物体表面,通过测量光栅片上干涉条纹的变化来计算物体表面的运动或形变信息。

在当今注重安全的社会中,应变测量变得越来越重要。应变是一个关键的物理量,它描述了物体在外力和非均匀温度场等因素作用下局部的相对变形程度。应变测量是机械结构和机械强度分析中的重要手段,也是确保机械设备正常运行的关键方法。在航空航天、工程机械、通用机械以及道路交通等领域,应变测量都得到了普遍的应用。应变测量有多种方法,每种方法都对应着不同的传感器。常见的应变测量传感器包括电阻应变片、振弦式应变传感器、手持应变仪、千分表引伸计和光纤布拉格光栅传感器等。其中,电阻应变片是应用较普遍的一种,因为它具有高灵敏度、快速响应、低成本、便于安装、轻巧和小标距等特点。光学非接触应变测量是一种新兴的测量方法,它利用光学原理来测量物体的应变。这种方法不需要直接接触被测物体,因此可以避免传统测量方法中可能引起的干扰和损伤。光学非接触应变测量主要依靠光纤布拉格光栅传感器来实现。光纤布拉格光栅传感器是一种基于光纤中的布拉格光栅原理的传感器,它可以通过测量光纤中的光频移来确定应变的大小。
数字图像相关法(DIC)的提出标志着光学测量进入数字化时代。通过将散斑图案数字化,结合亚像素位移搜索算法,DIC摆脱了胶片记录的束缚,测量速度与精度提升。21世纪初,三维DIC技术通过双目视觉或多相机系统重构表面三维形貌,解决了平面DIC因出平面位移导致的误差问题,在复合材料冲击测试中实现了应变场与三维位移场的同步获取。与此同时,光纤传感技术凭借其抗电磁干扰与长距离传输优势,在大型结构健康监测中崭露头角。光纤布拉格光栅(FBG)通过波长编码应变信息,单根光纤可串联数十个传感器,实现桥梁、风电叶片等结构的分布式应变监测。例如,港珠澳大桥部署的FBG传感网络,连续5年实时采集超过10万个应变数据点,支撑了大桥全生命周期安全评估。光学非接触应变测量是一种非接触式测量方法,利用光的干涉原理来测量材料的应变状态。

尽管光学非接触应变测量技术已取得进展,但其在工业现场的广泛应用仍面临多重挑战:环境适应性提升工业场景中存在的振动、温度波动、油污粉尘等因素会干扰光学测量。针对这一问题,研究者正开发自适应光学补偿系统,通过实时监测环境参数并调整光路参数,提升系统稳定性。例如,在汽车碰撞试验中,集成惯性测量单元(IMU)的DIC系统可动态修正振动引起的图像模糊,确保数据可靠性。多尺度测量融合材料变形往往跨越多个空间尺度(如宏观结构变形与微观裂纹扩展)。现有光学技术难以同时覆盖米级测量范围与微米级分辨率。混合测量系统通过组合三维DIC与扫描电子显微镜(SEM),实现“宏观形变-微观损伤”关联分析,为疲劳寿命预测提供新思路。光学应变测量技术全场测量,提供全部准确应变数据。山东光学数字图像相关技术应变系统
光学非接触式测量技术是近年来发展起来的。江苏VIC-2D数字图像相关技术总代理
实际光学应变测量系统往往综合利用多种物理机制。例如,数字图像相关法(DIC)同时依赖光强调制与几何变形约束,而电子散斑干涉术(ESPI)则结合了相位调制与散斑统计特性,这种多机制融合提升了测量的鲁棒性与精度。数字图像相关法(DIC):从实验室到工业现场的普适化技术DIC通过对比变形前后两幅数字图像的灰度分布,利用相关函数匹配算法计算表面位移场,进而通过微分运算获得应变场。其流程包括:表面随机散斑制备、图像采集、亚像素位移搜索、全场应变计算。技术优势DIC的突破在于其普适性:对测量环境无特殊要求(可适应高温、真空、腐蚀等极端条件),对被测物体形状无限制(平面、曲面、复杂结构均可),且支持静态、动态、瞬态全过程测量。现代高速相机与GPU并行计算技术的发展,使DIC的实时处理速度突破每秒千帧,满足冲击等瞬态过程分析需求。江苏VIC-2D数字图像相关技术总代理