广东全场非接触应变测量系统

DIC（DigitalImageCorrelation）数字图像相关技术，是一种通过图像相关点进行对比的算法，通过该方法可计算出物体表面位移及应变分布，（图形中用红色标出）。整个测量过程，只需以一台或两台图像采集器，拍摄变形前后待测物图像，经运算后3D全场应变数据分布即可一目了然。不像应变片需花费大量时间做表面的磨平及黏贴，同时也只能测量到一个点某个方向的应变数据。也不像条纹干涉法对环境要求严格。光学非接触应变测量方法获得的数据为全场范围内的3D数据。用于分析、计算、记录变形数据。采用图形化显示测量结果，便于更好地理解和分析被测材料的性能。光学应变测量技术可实时监测形变，具有快速实时性。广东全场非接触应变测量系统

在材料数值模拟中，由于特殊体质橡胶材料特性具有不确定性，在相同结构模型的两个样本上测试，可能显示出各异的动态行为。另外，在特殊体质橡胶和金属材料拉伸性能测试中，可以看出橡胶材料的弹性特性相比金属材料有着明显优势。试验实测数据与预测结果基本吻合，光学非接触应变测量适用于测量材料拉伸大变形测量，系统配置工业相机精度足够高，可以测量细小体积材料的大变形，通过对比有限元数值模拟和DIC的数据结果，来修正数值模型数据，以达到在石油化工所涉及橡胶制品的技术参数、工艺性能需求。西安光学非接触式变形测量光学非接触应变测量能够实时获取材料的应力分布和应力-应变关系，对于研究材料的力学性能具有重要意义。

能源领域：核反应堆压力容器蠕变监测核反应堆运行过程中，压力容器需承受高温高压与中子辐照，蠕变变形是影响安全性的关键因素。光纤干涉传感网络沿容器周向布置，可连续监测毫米级蠕变位移，数据通过无线传输至控制中心，实现全生命周期健康管理。生物医学：人工关节磨损评估人工髋关节在体运动过程中，聚乙烯衬垫与金属股骨头间的接触应力导致衬垫磨损，可能引发假体松动。微型DIC系统结合透明关节模拟器，实时观测衬垫表面应变分布与裂纹扩展路径，为材料改性与结构设计提供依据。

光学非接触应变测量技术主要包括激光全息干涉法、数字散斑干涉法、云纹干涉法以及数字图像处理法等。这些技术都基于光学原理，通过测量物体表面的光场变化来推断其应变状态。激光全息干涉法：基本原理：利用激光的相干性，通过干涉的方式将物体变形前后的光波场以全息图的形式记录下来，然后利用全息图的再现过程，比较物体变形前后的光波场变化，从而获取物体的应变信息。优点：具有全场、非接触、高精度等优点，能够测量微小变形。缺点：对实验环境要求较高，如需要隔振、稳定光源等，且数据处理相对复杂。数字散斑干涉法：基本原理：通过在物体表面形成随机分布的散斑场，利用干涉原理记录物体变形前后的散斑场变化，通过数字图像处理技术提取散斑场的位移信息，进而得到物体的应变分布。优点：具有较高的灵敏度和分辨率，适用于各种材料和结构的应变测量。缺点：受散斑质量影响较大，对于表面光滑的物体可能难以形成有效的散斑场。为了分析变形规律和预测变形趋势，必须按照一定的时间周期重复进行变形观测。

技术特点非接触性：避免接触式测量（如应变片）对被测物体的力学干扰，尤其适用于柔软材料、高温 / 低温环境、高速运动物体；高精度：应变测量精度可达 10⁻⁶~10⁻⁹量级，位移精度可达纳米级（激光干涉法）或微米级（DIC）；全场测量：可同时获取被测物体表面任意点的应变 / 位移数据，而非单点测量，便于分析整体变形规律；适应性强：可用于高温、低温、高压、强腐蚀、高速运动等恶劣工况，兼容金属、复合材料、塑料、橡胶等多种材料。变形观测周期的确定应以能系统地反映所测建筑变形的变化过程且不遗漏其变化时刻为原则。安徽全场三维非接触测量

称重单元内的应变测量通常更方便且经济效率高。广东全场非接触应变测量系统

机械式应变测量方法：机械式应变测量已经有很长的历史，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。广东全场非接触应变测量系统