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钢研纳克成都检测认证有限公司参与DIC数字图像技术研究
2022-05-24 浏览次数:02022年5月17日,钢研纳克成都检测认证有限公司与南京理工大学纳米材料结构中心在成都检测试验室开展了主题为DIC数字图像技术-光学引伸计应用研究的技术交流。由南京理工大学尤泽升教授团队介绍了光学引伸计的应用原理及特点。
DIC(Digital Image Correlation)
DIC(Digital Image Correlation)数字图像技术是近年来较为前沿的材料性能检测技术,该技术通过对被测材料表面进行散斑标记,可采用高速拍摄的摄像机采集应力作用下材料表面散斑的相对位移,从而达到精确测量材料应力-应变场强度变化的目的。该技术在力学性能测试领域的应用主要为光学应变测量系统,通过该系统可以在不接触试样的情况下监测材料的应变数据,光学引伸计与传统的机械式引伸计相比具有如下特点:
1.非接触测试,不损伤材料表面;
2.不会带来附加弯矩或应力;
3.标距可调范围极大(1mm-50mm),量程范围可调(10mm-60mm),不受机械结构空间限制;
4.测量精度及稳定性不如机械式引伸计;
5.受环境因素影响较大(光照、拍摄角度)。
现场进行了光学引伸计演示试验,试验选用MTS landmark液压万能试验机进行室温拉伸试验(试样工作部分直径5mm),试样在安装MTS机械式引伸计的同时架设光学引伸计(型号为RVX-112B),如图1、图2所示。MTS试验机同时提供载荷传感器信号输出接入光学应变测量系统软件中,实现双通道采集应力-应变曲线。对试验得到的两组拉伸曲线进行比较得到的曲线图如图3及图4所示。由数据对比可以看出:
1.光学引伸计可以跟踪拉伸全过程直至试样出现颈缩断裂,机械式引伸计受量程限制未能跟踪全程应变;
2.与光学引伸计相比机械式引伸计数据波动更小;
3.两条曲线结果较为接近,对光学引伸计进行校准后,其测量结果可以满足试验及相关标准要求。
图1 光学引伸计及MTS机械引伸计安装
图2 双通道采集拉伸曲线
图3 拉伸曲线比较(全曲线)
图4 拉伸曲线比较(屈服阶段)
后续钢研纳克成都检测认证有限公司还将与南京理工大学纳米材料结构中心就光学引伸计的应用研究展开合作,对小尺寸紧凑拉伸断裂韧性试样(厚度4mm)及小尺寸疲劳试样(工作部分标距3mm,宽度2mm)(见图5)与常规尺寸试样试验结果比较并分析其相关性。精确的非接触式变形测量,特别适合小尺寸试样力学行为的定量研究,例如合金中晶体学取向对力学行为的影响、特殊显微结构的变形行为、材料表面力学行为等。钢研纳克将对该技术在航空航天、核级材料、电子半导体、生物医学、增材制造等领域的进一步应用做深入研究。
图5 小尺寸拉伸和断裂韧性样品