光学非接触应变测量是一种基于光学原理的高精度测量技术,通过非接触方式获取物体表面应变信息,适用于材料力学性能分析、工程结构监测等领域。一、基本原理数字图像相关技术(DIC)通过追踪物体表面散斑或纹理特征,对比变形前后的图像,计算全场三维位移和应变分布。双目立体视觉系统重建物体三维形貌,结合算法分析应变场23。技术特点:支持动态实时测量,应变分辨率可达5με,位移精度达0.01像素78。光学干涉法利用光波干涉原理,通过分析物体变形引起的光程差变化,获取表面应变信息1。典型应用包括激光散斑干涉和电子散斑干涉。二、关键技术优势非接触式测量:避免对被测物体产生干扰,适用于柔性、高温或易损材料16。全场测量:覆盖被测物体整体表面,提供连续的应变分布云图,优于传统单点测量13。高精度与动态能力:应变分辨率达微应变级别(20με~5με),支持高速动态载荷下的实时监测27。环境适应性:无需严格避震或特殊光源,可在实验室或户外复杂环境中使用
传统的测量方法受限于透明材料表面反射和透射影响,而光学非接触测量技术能有效解决问题,实现高精度测量。浙江VIC-2D数字图像相关测量系统

光学非接触应变测量是一种先进的测量技术,它利用光学原理实现对物体应变的间接测量,无需与被测物体直接接触。以下是对光学非接触应变测量的详细介绍:光学非接触应变测量的基本原理是利用光与物质相互作用时产生的光学现象,如光的反射、折射、干涉、衍射等,来间接地测量物体的变形。当物体发生应变时,其表面的形貌或光学性质会发生变化,这些变化可以通过光学传感器捕捉到,并转化为电信号进行处理和分析,从而得到物体的应变信息。西安全场三维数字图像相关测量系统三维应变测量技术可用于测量飞机、火箭等航空航天器的机翼、机身等关键部件在飞行过程中的应变状态。

随着矿井开采逐渐向深部发展,原岩应力与构造应力不断升高,对于围岩力学性质和地应力分布异常、岩巷的支护设计研究至关重要。研究团队借助研索仪器VIC-3D三维非接触全场应变测量系统,采用相似材料模拟方法,模拟原始应力状态下不同开挖过程和支护作用影响的深部围岩变形破坏特征,对模型表面应变、位移进行实时监测,研究深部岩巷围岩变形破坏过程,分析不同支护设计和开挖速度影响的围岩变形破坏规律,为探索深部岩巷岩爆的发生和破坏规律提供指导依据。
数字图像相关法(DIC):原理:通过比较物体变形前后两幅或多幅数字图像中特征点的位移变化,来计算物体的应变场。优点:全场测量、精度高、易于实现。应用:广泛应用于材料测试、结构监测等领域。电子散斑干涉术(ESPI):原理:通过将激光照射到物体表面,并利用CCD相机记录物体表面散射的光波干涉条纹,来测量物体表面的微小变形。特点:高灵敏度、高分辨率。激光干涉仪法:原理:利用激光干涉原理测量物体表面的位移变化,进而推导出应变。应用:适用于高精度测量和动态应变测量。典型的DIC测量系统一般由CCD摄像机、照明光源、图像采集卡及计算机组成。

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,为了更加准确地测量这些局部应变需要使用应变仪。 三维应变测量技术用于测量桥梁、建筑等结构在受力或变形时的应变状态,以评估其安全性和稳定性。贵州全场数字图像相关应变测量
数字图像相关技术具有光路简单、环境适应性好、测量范围广以及自动化程度高等诸多优点。浙江VIC-2D数字图像相关测量系统
对钢材性能的应变测量主要是检查裂纹、孔、夹渣等,对焊缝主要是检查夹渣、气泡、咬边、烧穿、漏焊、未焊透及焊脚尺寸不够等,对铆钉或螺栓主要是检查漏焊、漏检、错位、烧穿、漏焊、未焊透及焊脚尺寸等。检验方法主要有外观检验、X射线、超声波、磁粉、渗透性等。超声波在金属材料测量中对频率要求高,功率不需要过大,因此测量灵敏度高,测试精度高。超声测量一般采用纵波测量和横波测量(主要用来测量焊缝)。用超声来检查钢结构时,要求测量点的平整度、光滑。浙江VIC-2D数字图像相关测量系统