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。通过测量材料在受力情况下的应变分布,可以了解材料的强度、韧性、疲劳寿命等性能指标。安徽扫描电镜数字图像相关应变测量系统
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。 湖北全场三维数字图像相关应变与运动测量系统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。
对于复合材料的拉伸试验,可以使用试样一侧的单应变测量来测量轴向应变。然而,通过在试样的相对两侧进行测量并计算它们的平均值,可以得到更一致和准确的结果。使用平均应变测量对于压缩测试至关重要,因为两次测量之间的差异用于检查试样是否过度弯曲。通常在拉伸和压缩测试中确定泊松比需要额外测量横向应变。剪切试验时需要确定剪切应变,剪切应变可以通过测量轴向和横向应变来计算。在V型缺口剪切试验中,应变分布不均匀且集中在试样的缺口之间,为了更加准确测量这些局部应变需要使用应变仪。
光学应变测量是一种很不错的测量技术,具有出色的精度和灵敏度。该技术运用光学理论来检测物体的应变状况,通过精确地测量光线的相位或强度的变化来解析应变信息。相较于传统的应变测量手段,光学应变测量技术展现了更高的精确性和灵敏度,甚至能够捕捉到极其微小的应变变化。在微观应变分析和材料研究领域,光学应变测量技术发挥着举足轻重的作用。其高精度和高灵敏度的特性使其能够精确地测量出微小的应变变化,进而为研究人员提供深入了解材料力学性质和变形行为的可能。这种了解对于材料的设计和优化至关重要,有助于提升材料的整体性能和可靠性。 光学应变测量利用光栅投影和图像处理技术,通过测量物体表面的形变来推断内部应力分布。
应变测量有多种方法,比较常见的是使用应变计。应变计的电阻与设备的应变存在比例关系;比较常用的应变计是粘贴式金属应变计。金属应变计是由细金属丝,或者更为常见的是由按栅格排列的金属箔组成的。格网状可以对并行方向中应变的金属丝/金属箔量进行比较大化。格网能与一个被称作基底的薄背板相连,基底直接连接至测试样本。因此,测试样本所受的应变直接传输到应变计,引起电阻的线性变化。应变计的基础参数是其对应变的灵敏度,在数量上表示为应变计因子(GF)。GF是电阻变化与长度变化或应变的比值。 光学应变测量快速实时,适用于动态应变分析和实时监测。安徽扫描电镜数字图像相关应变测量系统
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。安徽扫描电镜数字图像相关应变测量系统
典型系统介绍——PMLABDIC-3D非接触式三维应变光学测量系统:该系统由中国科学技术大学与东南大学共同开发,采用非接触式光学测量方法,可准确测量物体的空间三维坐标以及位移和应变等数据。该系统利用数字图像处理基本原理,通过数字镜头采集图像,拍摄试件变形前后表面形貌特征,识别被测物体表面结构,然后通过三维重建以及数字图像相关性运算得出图像各像素的对应坐标。上海VIC-Gauge3D视频引伸计测量装置:该装置也是一种光学非接触应变测量设备,广泛应用于高温环境下的应变测量。通过比对已知应变的标准样品,实现对设备的准确校准,具有非接触、实时监测等优点。 安徽扫描电镜数字图像相关应变测量系统