材料力学测试 | 应变片 VS DIC测量技术应用

清风月

材料力学测试 | 应变片 VS DIC测量技术应用


    材料的力学性能测试，是工程中广泛应用的一种试验，它为机械制造、土木工程、冶金及其它工业部门提供可靠的材料力学性能参数，便于合理地使用材料，保证机器（结构）及其零件（构件）的安全工作。

    在新材料研发过程中，力学性能是最重要的物理指标，是材料投入生产和应用不可缺少的检验项目。材料在受力后会产生变形，变形到极限会发生断裂，在负载作用下发生变形和断裂的行为是业内研究的力学行为。力学性能测试一般是对材料进行“拉、压、弯、扭”，试验数据可以描述材料的力学性能。

    随着材料应用越来越广泛，材料研究日益受到重视，定量描述材料力学性能的需求也非常迫切。在上个世纪四十年代，美国鲍尔温公司（BLH前身）获得了电阻应变片专利后，应变片才开始进入市场，材料力学性能才开始被应变片逐渐量化。

    应变片具有高灵敏度和精度，缺点是偏向于点测量固定方向应变，不能实现全域测量。如果当材料发生较大范围的变形或断裂，或者是一些特殊材料，高温的环境，大型的工程面测量，应变片对这些测量任务都无法胜任。

    为了弥补应变片的缺点，数字图像相关（DIC）技术应运而生，这是一种测量物体表面应变和变形的方法。该方法跟踪物体表面散斑图案的变形过程，计算散斑域的灰度值的变化，从而得到被测物表面的变形和应变数据。

    由于DIC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，已经被广泛应用于土木工程、机械、材料科学、电子封装等许多科学及工程领域。

    对于一款测量仪器来讲，精度是非常重要的，通过与应变片测试数据比较案例，DIC设备在应用中的精度一目了然，新拓三维XTDIC测量系统对于材料力学研究试验，是一个很好的选择。

    新拓三维应变测量采用高精度的数字图像相关算法，为研究人员提供非接触式动态全场三维应变及位移测量，在室内室外均可使用，应变测量范围从0.005%—2000%，配合不同的图像采集硬件，测量对象可以从几m2到几十m2，更大测量幅面也可定制，只要能通过拍摄获取高质量图像，即可进行精确的应变与变形测量。

    为了研究混凝土结构材料的压缩力学性能，以保证其工程使用性能，改进混凝土材料与结构的设计，采用单轴压缩试验测试其力学性能。