本次實驗為材料力學研究的準靜態(tài)拉伸實驗,共做演示實驗三件,鋼材質(zhì)板材料拉伸,薄壁銅管拉伸。采用新拓三維XTDIC三維全場應變測量系統(tǒng),基于數(shù)字圖像相關技術(shù)DIC,測量材料位移、應變場,生成本構(gòu)模型。
本次試驗考慮到常規(guī)視場測試,XTDIC三維全場應變測量系統(tǒng)配置500萬像素相機,配合TAWOV25mm鏡頭進行。試驗前向用戶展示有關拉、壓、彎的相關工程案例,讓客戶針對測試效果有了前期的認知。
實驗中被測式樣夾持于試驗機,試驗機運行,基于數(shù)字圖像相關技術(shù)DIC,采集被測試樣受力產(chǎn)生拉伸變形直至斷裂。

XTDIC三維全場應變測量系統(tǒng)實驗流程:在被測件表面上輕涂一層啞光白自噴漆,形成白色底色,表面噴涂啞光黑漆,形成散斑圖案,如圖例所示。
在材料科學領域,實現(xiàn)不同材料的服役過程中的應變測量,對于研究其力學行為演變規(guī)律、提高尺寸穩(wěn)定性、優(yōu)化服役性能及使用壽命等都有著至關重要的影響。數(shù)字圖像相關法DIC技術(shù),可進一步確測量追蹤檢測生。實驗過程為持續(xù)加載直至試樣斷裂,相機按照1s一張的速率進行拍攝至結(jié)束。
數(shù)字圖像相關DIC技術(shù),通過捕捉散斑特征在像素級別的移動,采用優(yōu)化的3D數(shù)字圖像相關運算法則,為試驗提供二維、三維空間內(nèi)全視野的形貌、位移及應變數(shù)據(jù)測量。如圖所示為XTDIC三維全場應變測量系統(tǒng)輸出的鋼板件計算的位移場云圖,及關鍵點曲線圖。

如圖所示為采用XTDIC三維全場應變測量系統(tǒng)輸出的鋼板件計算的應變場云圖,及關鍵點曲線圖,由于式樣表面有預制裂隙,可看出明顯得三角形應力集中區(qū)。

圓柱形薄壁銅管件加載變形實驗應變云圖如圖所示。

數(shù)字圖像相關DIC技術(shù)被廣泛應用于常規(guī)靜態(tài)測量、高速沖擊測量、疲勞全場測量、瞬態(tài)振動與模態(tài)測量、3D溫度場和應變場耦合測量、微小尺寸原位加載與測量、跨介質(zhì)的精確測量等、實時全場云圖數(shù)據(jù)測量等。整體XTDIC三維全場應變測量系統(tǒng)測試效果良好,所繪制的曲線趨勢與試驗機反饋一致,并輸出用戶比較關注的本構(gòu)方程。