光學(xué)非接觸應(yīng)變測(cè)量技術(shù)在動(dòng)態(tài)和靜態(tài)應(yīng)變測(cè)量中的表現(xiàn)各有特點(diǎn),并且其在不同頻率和振幅下的測(cè)量精度和穩(wěn)定性也會(huì)有所不同。在靜態(tài)應(yīng)變測(cè)量中:光學(xué)非接觸應(yīng)變測(cè)量技術(shù),如數(shù)字圖像相關(guān)法(DIC)或全息干涉法等,可以通過(guò)分析材料表面的圖像或干涉條紋來(lái)測(cè)量靜態(tài)應(yīng)變。這些技術(shù)通常具有較高的測(cè)量精度,因?yàn)樗鼈円蕾?lài)于圖像處理和計(jì)算機(jī)視覺(jué)算法來(lái)精確分析材料表面的變形。然而,靜態(tài)測(cè)量通常需要對(duì)圖像進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的采集和分析,因此可能受到環(huán)境噪聲、光照條件或材料表面特性的影響。在動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)量中:光學(xué)非接觸應(yīng)變測(cè)量技術(shù)也顯示出良好的性能。高速相機(jī)和激光干涉儀等設(shè)備可以用于捕捉材料在動(dòng)態(tài)加載下的變形過(guò)程。這些技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)跟蹤材料表面的變化,從而提供關(guān)于材料動(dòng)態(tài)行為的實(shí)時(shí)信息。 光纖布拉格光柵傳感器是光學(xué)非接觸應(yīng)變測(cè)量的中心,通過(guò)測(cè)量光纖中的光頻移確定應(yīng)變大小。云南掃描電鏡非接觸式應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)
光學(xué)非接觸應(yīng)變測(cè)量技術(shù)在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究一直備受關(guān)注。這項(xiàng)技術(shù)通過(guò)利用光學(xué)傳感器對(duì)結(jié)構(gòu)物表面進(jìn)行測(cè)量,能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確地獲取結(jié)構(gòu)物的應(yīng)變信息,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)物的健康狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和評(píng)估。光學(xué)非接觸應(yīng)變測(cè)量技術(shù)具有高精度和高靈敏度的特點(diǎn)。傳統(tǒng)的應(yīng)變測(cè)量方法往往需要接觸式傳感器,而光學(xué)非接觸測(cè)量技術(shù)可以避免對(duì)結(jié)構(gòu)物的破壞和干擾,提供更加準(zhǔn)確和可靠的應(yīng)變測(cè)量結(jié)果。同時(shí),光學(xué)傳感器的靈敏度高,可以檢測(cè)到微小的應(yīng)變變化,對(duì)結(jié)構(gòu)物的微小損傷和變形進(jìn)行監(jiān)測(cè)。福建VIC-Gauge 3D視頻引伸計(jì)系統(tǒng)哪里可以買(mǎi)到光學(xué)應(yīng)變測(cè)量和光學(xué)干涉測(cè)量在原理和應(yīng)用上有所不同,前者間接推斷應(yīng)力,后者直接測(cè)量形變。
光學(xué)非接觸應(yīng)變測(cè)量技術(shù)在復(fù)雜材料和結(jié)構(gòu)的應(yīng)變測(cè)量中可能面臨以下挑戰(zhàn):材料特性:復(fù)雜材料和結(jié)構(gòu)的非均勻性、各向異性等特性可能導(dǎo)致應(yīng)變場(chǎng)的復(fù)雜性,增加了測(cè)量的難度。表面處理:復(fù)雜材料表面的光學(xué)特性和反射性可能會(huì)影響光學(xué)傳感器的測(cè)量精度和穩(wěn)定性。測(cè)量環(huán)境:測(cè)量環(huán)境的振動(dòng)、溫度變化等因素可能會(huì)影響光學(xué)傳感器的性能和測(cè)量結(jié)果。為了克服這些挑戰(zhàn),可以采取以下措施提高測(cè)量的準(zhǔn)確性和可靠性:適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)配置:選擇合適的光學(xué)傳感器和配置方案,以很大程度地適應(yīng)復(fù)雜材料和結(jié)構(gòu)的特性,如采用不同波長(zhǎng)的激光或使用多個(gè)傳感器組合測(cè)量等。
光學(xué)非接觸應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)的技術(shù)原理主要基于雙目立體視覺(jué)技術(shù)和數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)。系統(tǒng)通過(guò)左右兩個(gè)相機(jī)拍攝的圖像對(duì),利用相關(guān)匹配算法計(jì)算圖像中的視差,從而重建出物體表面的三維形貌。在物體發(fā)生變形時(shí),系統(tǒng)會(huì)比較變形前后的圖像,通過(guò)圖像像素點(diǎn)的移動(dòng)來(lái)計(jì)算出物體表面的位移及應(yīng)變分布。此外,光學(xué)非接觸應(yīng)變測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用范圍廣泛,不僅適用于室內(nèi)外普通環(huán)境,還可以在極端溫度、高速加載等特殊條件下使用。這使得它非常適合于各種材料的力學(xué)性能測(cè)試,如金屬、塑料、橡膠、復(fù)合材料等。它同樣可以用于實(shí)際組件的變形和應(yīng)變分析,包括成形極限曲線、殘余應(yīng)力分析等。同時(shí),這一技術(shù)還能夠?yàn)橛邢拊治鎏峁?zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),幫助驗(yàn)證和優(yōu)化仿真模型??偟膩?lái)說(shuō),光學(xué)非接觸應(yīng)變測(cè)量技術(shù)以其非侵入性、高精度和廣泛的應(yīng)用范圍,在現(xiàn)代材料科學(xué)研究和工程應(yīng)用中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。它為研究者提供了一個(gè)有效的工具,以更好地理解和分析材料在不同加載條件下的力學(xué)行為,對(duì)于推動(dòng)新材料的開(kāi)發(fā)和新工藝的優(yōu)化具有重要意義。 光學(xué)非接觸應(yīng)變測(cè)量具有非接觸、高靈敏度、高分辨率等優(yōu)點(diǎn),適用于各種復(fù)雜形狀和材料的應(yīng)變分析。
光學(xué)非接觸應(yīng)變測(cè)量主要基于數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)(DIC)。光學(xué)非接觸應(yīng)變測(cè)量是一種先進(jìn)的測(cè)量技術(shù),它通過(guò)分析物體表面的圖像來(lái)計(jì)算出位移和應(yīng)變分布。這項(xiàng)技術(shù)的中心是數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)(DIC),它通過(guò)對(duì)變形前后的物體表面圖像進(jìn)行對(duì)比分析,來(lái)確定物體的應(yīng)變情況。具體來(lái)說(shuō),DIC技術(shù)包括以下幾個(gè)關(guān)鍵步驟:圖像采集:使用一臺(tái)或兩臺(tái)攝像頭拍攝待測(cè)物體在變形前后的表面圖像。這些圖像將作為分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。特征點(diǎn)匹配:在圖像中選擇一系列特征點(diǎn),這些點(diǎn)在物體變形前后的位置將被跟蹤和比較。計(jì)算位移:通過(guò)比較特征點(diǎn)在變形前后的位置,可以計(jì)算出物體表面的位移場(chǎng)。應(yīng)變分析:基于位移場(chǎng)的數(shù)據(jù),運(yùn)用數(shù)學(xué)算法進(jìn)一步計(jì)算出物體表面的應(yīng)變分布。光學(xué)非接觸應(yīng)變測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)在于它不需要直接與被測(cè)物體接觸,因此不會(huì)對(duì)物體造成額外的應(yīng)力或影響其自然狀態(tài)。此外,這種技術(shù)能夠提供全場(chǎng)的應(yīng)變數(shù)據(jù),而傳統(tǒng)的應(yīng)變片等方法只能提供局部的應(yīng)變信息。 光學(xué)非接觸應(yīng)變測(cè)量能捕捉全場(chǎng)變形,不受溫度影響,且不易損壞,適用于研究鋼筋混凝土框架在地震下的行為。廣西VIC-3D數(shù)字圖像相關(guān)應(yīng)變測(cè)量裝置
光學(xué)非接觸應(yīng)變測(cè)量通過(guò)觀察物體表面形變,推斷內(nèi)部應(yīng)力分布,具有無(wú)損、簡(jiǎn)易的優(yōu)點(diǎn)。云南掃描電鏡非接觸式應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)
多參數(shù)測(cè)量:結(jié)合多個(gè)光學(xué)測(cè)量技術(shù),如全場(chǎng)測(cè)量、多通道測(cè)量等,獲取更多的應(yīng)變信息,提高測(cè)量的全局性和準(zhǔn)確性。數(shù)據(jù)處理和分析:對(duì)于復(fù)雜材料和結(jié)構(gòu),采用適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理和分析方法,如圖像處理、有限元分析等,以提取和解釋測(cè)量數(shù)據(jù)中的應(yīng)變信息。表面處理和光源優(yōu)化:對(duì)于材料表面形貌和反射率不均勻的問(wèn)題,可以采用表面處理技術(shù),如拋光、涂層等,以提高測(cè)量信號(hào)的質(zhì)量和一致性。同時(shí),優(yōu)化光源的選擇和穩(wěn)定性,以減小外界環(huán)境對(duì)測(cè)量的干擾。模擬和仿真:利用數(shù)值模擬和仿真方法,對(duì)復(fù)雜材料和結(jié)構(gòu)的應(yīng)變場(chǎng)進(jìn)行預(yù)測(cè)和優(yōu)化,輔助實(shí)際測(cè)量的設(shè)計(jì)和解釋。綜上所述,克服復(fù)雜材料和結(jié)構(gòu)的應(yīng)變測(cè)量挑戰(zhàn)需要綜合運(yùn)用校準(zhǔn)、多參數(shù)測(cè)量、數(shù)據(jù)處理、表面處理、光源優(yōu)化和模擬等策略,以提高測(cè)量的準(zhǔn)確性和可靠性。同時(shí),針對(duì)具體應(yīng)用場(chǎng)景,還需要結(jié)合實(shí)際需求進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化和驗(yàn)證。 云南掃描電鏡非接觸式應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)