非接觸DIC測試技術如何測變形？結構變形與疲勞力學性能表征
http://www.199rrr.com 2024-06-03 13:56 來源：定焦財經
數字圖像相關（DIC）技術通過比較兩幅或多幅圖像之間的像素位移來分析物體的變形情況，通過三維重建以及數字圖像相關算法計算得到該過程中的3D位移場、3D應變場、3D變形場數據。
DIC測試技術是通過捕捉試樣表面的特征點，對特征點的位置進行計算從而計算試樣表面的變形信息。DIC測試技術可用于研究分析試樣在受力過程中的全場應變的演化，分析試樣在加載過程中不同局域的應變分布情況以及強弱結構的布置對于試樣受力變形以及破壞的影響。
新拓三維XTDIC三維全場應變測量系統，基于數字圖像相關技術（DIC）和標記點跟蹤測量技術，為產品的研發測試提供可靠精準的測量數據,可用于材料力學性能測試、零部件疲勞、強度、振動分析等力學行為表征。
1、光學器件DIC全場變形測試
在光學器件的生產過程中，除了對光學元器件進行反復模擬和加工以減少成像或者光路誤差之外，裝配工藝也是直接影響系統性能和精度指標的關鍵環節。
在光學器件機械安裝過程中，器件的振動和變形產生的誤差會直接影響產品精度指標和性能，因此測量光學器件在裝配過程的位移和振動是非常關鍵的。XTDIC三維全場應變測量系統在全場非接觸位移振動檢測中優勢凸顯，可以全程監控在實際生產和安裝過程中誤差產生的位置和過程，從而可以對裝調過程進行精度指標優化。
DIC測試流程
數字圖像相關法（DIC）通過跟蹤物體表面散斑圖案的變形過程，計算散斑域的灰度值變化，從而得到被測物體表面的變形和應變數據。
作為光學器件加工產品，被測物表面噴涂散斑漆不太現實，新拓三維技術工程師采用貼點的方式，針對可能出現位移或者振動的位置進行動態監測。
DIC位移測量設備架設
DIC技術測試實驗過程分為兩個部分，測量板材在光學器件安裝的過程中是否發生相對的位移或者振動；測量反射鏡等元器件在實際安裝過程中產生的角度和位置變化。
DIC測試數據分析
DIC測試技術可以快速分析光學器件零部件在裝配過程中的偏移和振動,對零部件力學特性進行實時跟蹤,以實現定量測試驗證和調整裝配的工藝和方案。
如上圖所示， XTDIC三維全場應變測量系統首可對光學器件裝配過程中關鍵邊緣點的位移和距離進行監測和測量，測出實際產生的安裝誤差約為0.01微米。
如上圖所示， XTDIC三維全場應變測量系統主要監測光學器件安裝反光鏡過程中，鏡面平面和基底平面產生的角度變化，測量的誤差值約為0.1°。
2、齒輪嚙合變形測量
齒輪傳動具有傳動精度高，傳動比固定，工作可靠等優點，同時齒輪嚙合故障問題也備受工程人員關注。
采用XTDIC三維全場應變測量系統對齒輪動態嚙合過程進行測試，了解齒輪嚙合過程中的動態變形，數據有助于優化齒輪部件，有效地提高齒輪性能和壽命。
齒輪嚙合分析難題
通過分析齒輪動態嚙合變形，是了解齒輪振動情況的有效途徑，但齒輪動態變形計算，傳統的分析手段存在不少的難題：
1、理論研究和仿真驗證，缺乏真實加載數據驗證
2、無法對齒輪表面進行全場測量，難以記錄試樣關鍵位置的變形
3、缺少齒輪動態嚙合力和變形情況的有效測試方法。
DIC三維變形測量方案
數字圖像相關技術（DIC）可測量3D全場表面位移、變形、應變和振動頻率，且無需與試樣接觸。
新拓三維XTDIC三維光學應變測量系統，測試齒輪嚙合轉動過程中，齒輪嚙合部位在負載下的變形和應變；在施加制動力之后，測量齒輪的變形和振動頻率。
從DIC分析數據可以看出，在齒輪運轉過程中，齒輪支撐負重部位變形明顯，測試數據可以導出以驗證FEA模型，優化齒輪結構性能，加速產品的最終結構設計。
在被測區域中，XTDIC三維全場應變測量系統測試結果與應變片結果基本吻合，并能提供全場應變和位移數據，并準確測得關鍵部位的應變區域。
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