2024-12-31 08:02:15
随着计算机图像处理技术的飞速发展,对材料和结构三维信息的提取在工业生产、汽车制造、土木建筑等领域中显得尤为重要。结合光、电、计算机等技术的优点,光学三维应变测量技术达到了非接触性、无破坏性、精度和分辨率高以及测量速度快的特点,在弹性塑性材料等特殊测量领域受到很大的关注。研究和设计一个新产品或制造各种零部件时,掌握所使用材料的特性信息十分关键,这有助于更加可靠、有效地比较塑性材料的差异和优化成形过程。 光学非接触应变测量技术还可用于测量透明材料的厚度和位置,如玻璃、塑料等。上海三维全场非接触式应变系统
在应变测量时,根据所使用的应变片的数量和测量目的,可以使用各种连接方法。在四分之一桥方法中,较多使用3线式连接来消除温度变化对导线电阻的影响。但是,导线电阻相关的灵敏系数修正以及连接部分的接触电阻变化等会产生测量误差。因此,开发出了的独特的1计4线应变测量法,省去了根据导线电阻校正灵敏系数的需要,消除了由接触电阻引起的测量误差。在温度恒定的条件,即使被测构件未承受应力,应变计的指示应变也会随着时间的增加而逐渐变化,即零点漂移(零漂)。 上海扫描电镜非接触式应变与运动测量系统对于微小的应变变化,光学非接触应变测量技术也能够进行准确测量。
金属应变计是一种用于测量物体应变的装置,其实际应变计因子可以从传感器制造商或相关文档中获取,通常约为2。由于应变测量通常很小,只有几个毫应变(10??),因此需要精确测量电阻的微小变化。例如,当测试样本的实际应变为500毫应变时,应变计因子为2的应变计可以检测到电阻变化为2(50010??)=。对于120Ω的应变计,变化值只为Ω。为了测量如此小的电阻变化,应变计采用基于惠斯通电桥的配置概念。惠斯通电桥由四个相互连接的电阻臂和激励电压VEX组成。当应变计与被测物体一起安装在电桥的一个臂上时,应变计的电阻值会随着应变的变化而发生微小的变化。这个微小的变化会导致电桥的电压输出发生变化,从而可以通过测量输出电压的变化来计算应变的大小。除了传统的应变测量方法外,光学非接触应变测量技术也越来越受到关注。这种技术利用光学原理来测量材料的应变,具有非接触、高精度和高灵敏度等优点。它通常使用光纤光栅传感器或激光干涉仪等设备来测量材料表面的位移或形变,从而间接计算出应变的大小。这种新兴的测量技术为应变测量带来了新的可能性,并在许多领域中得到了普遍应用。
光学非接触应变测量技术是一种通过光学原理来测量物体表面应变的方法。它可以实时、精确地测量材料的应变分布,无需直接接触被测物体,避免了传统接触式应变测量中可能引入的干扰和破坏。该技术的原理主要基于光学干涉原理和光栅衍射原理。通过使用激光光源照射在被测物体表面,光线会发生干涉或衍射现象。当被测物体受到应变时,其表面形状和光程会发生变化,从而导致干涉或衍射图样的变化。通过分析这些变化,可以推导出被测物体表面的应变分布情况。光学非接触应变测量技术在工程领域有广泛的应用。它可以用于材料力学性能的研究、结构变形的监测、应力分布的分析等。例如,在航空航天领域,可以利用该技术来评估飞机机翼的应变分布情况,以确保其结构的安全性和可靠性。在材料科学研究中,该技术可以用于研究材料的力学性能和变形行为,为材料设计和优化提供重要的参考。总之,光学非接触应变测量技术通过光学原理实现对物体表面应变的测量,具有非接触、实时、精确等特点。光学非接触应变测量利用全息干涉术和激光散斑术,通过光的干涉和散斑图案分析物体表面应变。
刻写在光纤上的光栅传感器自身抗剪能力很差,在应变测量的应用中,需要根据实际需要开发出相应的封装来适应不同的基体结构,通常采用直接埋入式、封装后表贴式、直接表贴等方式。埋入式一般是将光纤光栅用金属或其他材料封装成传感器后,将其预埋进混凝土等结构中进行应变测量,如桥梁、楼宇、大坝等。但在已有的结构上进行监测只能进行表贴,如现役飞机的载荷谱监测等。无论是哪种封装形式,由于材料的弹性模量以及粘帖工艺的不同,在应变传递过程必将造成应变传递损耗,光纤光栅所测得的的应变与基体实际应变不一致。光学非接触应变测量具有高精度、高灵敏度且无损被测物体的优点,可实时监测物体的应变状态。上海VIC-2D数字图像相关技术测量装置
三维应变测量技术用于研究新材料力学性能,如弹性模量、泊松比等,以及材料在受力或变形过程中的失效行为。上海三维全场非接触式应变系统
机械式应变测量方法:机械式应变测量已经有很长的历史,其主要利用百分表或千分表测量变形前后测试标距内的距离变化而得到构件测试标距内的平均应变。工程测量中使用的机械式应变测量仪器主要包括手持应变仪和千分表引伸计。机械式应变测量方法主要的特点是读数直观、环境适应能力强、可重复性使用等。但需要人工读数、费时费力、精度差,对于应变测点数量众多的桥梁静载试验显然不合适。因此,除了少数室内模型试验的特殊需要,工程结构中很少使用。 上海三维全场非接触式应变系统