光學非接觸應變測量是一種通過光學測量技術(shù)實現(xiàn)的應變測量方法,光學非接觸應變測量利用光與物質(zhì)相互作用時產(chǎn)生的光學現(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信號的變化,可以推導出物體的應變狀態(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,來計算物體的應變場。DIC具有全場測量、精度高、易于實現(xiàn)等優(yōu)點。DIC方法具有全場測量、高靈敏度、高精度等優(yōu)點,特別適用于復雜結(jié)構(gòu)和生物力學測試等領(lǐng)域。廣西全場數(shù)字圖像相關(guān)測量
對于復合材料的拉伸試驗,可以使用試樣一側(cè)的單應變測量來測量軸向應變。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變。剪切試驗時需要確定剪切應變,剪切應變可以通過測量軸向和橫向應變來計算。在V型缺口剪切試驗中,應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變需要使用應變儀。 廣西全場數(shù)字圖像相關(guān)測量在汽車工程領(lǐng)域,光學非接觸測量可以用于測量汽車零部件在受力情況下的應變分布,優(yōu)化汽車設(shè)計。
在橋梁靜動載試驗時,如何減小應變測試中的各種干擾因素,提高檢測效率和測量數(shù)據(jù)的可信度,是長期以來工程師們一直在苦苦探索的問題。經(jīng)過多年的技術(shù)攻關(guān),終于研發(fā)成功了一種可裝配式多用途應變測量傳感器,成功地應用在了多座橋梁的靜動載試驗中,解決了橋梁靜動載試驗中應變測量時遇到的一系列問題,特別是惡劣環(huán)境下的應變測試問題。應變片由兩個相同的敏感柵重疊配置,可以抵消所產(chǎn)生的電磁感應噪聲。導線采用絞合線,同樣可以抵消感應噪聲,因此該應變片不易受交變磁場的影響。
振弦式應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力變化值。振弦式應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。 在生物醫(yī)學領(lǐng)域,光學非接觸應變測量技術(shù)可用于測量人體皮膚的應變變化,用于醫(yī)學研究、病理診斷等領(lǐng)域。
為了在航空航天、汽車、焊接工藝等材料研究方面取得重大進步,材料研究人員正在開發(fā)更輕,更堅固且能長時間承受更高的溫度的材料??梢詾榭蒲袑嶒炄藛T在高溫材料試驗提供可靠的非接觸式應變測量解決方案,助力增強科研實驗室的創(chuàng)新能力,以滿足應用材料科學快速發(fā)展的需求。高溫材料測試實驗室通常要進行新材料的性能測試。在這些情況下,從測量設(shè)備,收集數(shù)據(jù),到數(shù)據(jù)分析計算,實驗數(shù)據(jù)的高可靠程度是至關(guān)重要的??梢杂糜诤娇蘸教?、汽車、機械、材料、力學、土木建筑等多個學科的科學研究和工程測量中。 光學技術(shù)的進步將提升該測量的精度和應用范圍,實現(xiàn)多維度、高精度的應變測量。廣西全場數(shù)字圖像相關(guān)測量
三維應變測量技術(shù)常用的光學方法有光柵片法、激光干涉儀法和數(shù)字圖像相關(guān)法(DIC)等。廣西全場數(shù)字圖像相關(guān)測量
金屬應變計是一種用于測量物體應變的裝置,其實際應變計因子可以從傳感器制造商或相關(guān)文檔中獲取,通常約為2。由于應變測量通常很小,只有幾個毫應變(10?3),因此需要精確測量電阻的微小變化。例如,當測試樣本的實際應變?yōu)?00毫應變時,應變計因子為2的應變計可以檢測到電阻變化為2(50010??)=。對于120Ω的應變計,變化值只為Ω。為了測量如此小的電阻變化,應變計采用基于惠斯通電橋的配置概念?;菟雇姌蛴伤膫€相互連接的電阻臂和激勵電壓VEX組成。當應變計與被測物體一起安裝在電橋的一個臂上時,應變計的電阻值會隨著應變的變化而發(fā)生微小的變化。這個微小的變化會導致電橋的電壓輸出發(fā)生變化,從而可以通過測量輸出電壓的變化來計算應變的大小。除了傳統(tǒng)的應變測量方法外,光學非接觸應變測量技術(shù)也越來越受到關(guān)注。這種技術(shù)利用光學原理來測量材料的應變,具有非接觸、高精度和高靈敏度等優(yōu)點。它通常使用光纖光柵傳感器或激光干涉儀等設(shè)備來測量材料表面的位移或形變,從而間接計算出應變的大小。這種新興的測量技術(shù)為應變測量帶來了新的可能性,并在許多領(lǐng)域中得到了普遍應用。 廣西全場數(shù)字圖像相關(guān)測量