XTDIC-5M

三維全場應變測量分析系統(tǒng)應用案例

（1）碳纖維棒拉伸實驗

實驗背景

碳纖維材料碳纖維具有一般碳素材料的特性，如耐高溫、耐摩擦、導電、導熱及耐腐蝕等，但與一般碳素材料不同的是，其外形有顯著的各向異性、柔軟、可加工成各種織物，沿纖維軸方向表現(xiàn)出很高的強度，因此研究碳纖維棒的其徑向的加載應變變化。

測試材料：碳纖維棒材

實驗過程：實驗分為兩個階段，碳纖維圓棒徑向壓縮實驗，圓棒的直徑為5mm、7mm和9mm三種長度為90mm、110mm和130mm三種，采用徑向壓縮為方式，先用所對應的鋁制模具包覆起來，在將其放入合適的夾具中。再由壓縮試驗機壓縮，觀測鋁材和圓棒的變化。

實驗現(xiàn)場

應變云圖

位移云圖

（2）空間用薄膜拉伸實驗

實驗背景

空間可展開結(jié)構(gòu)正向著大型化、輕量化和高精度的方向發(fā)展，薄膜可展開結(jié)構(gòu)以其高收納比、高剛度比、展開面積大、重量輕等優(yōu)勢而成為大型空間可展開結(jié)構(gòu)的重要實現(xiàn)手段，因此，輕質(zhì)薄膜在超大型空間結(jié)構(gòu)設(shè)計中受到越來越多的關(guān)注，被認為是未來建造大型空間結(jié)構(gòu)的主要技術(shù)途徑。

測試材料：薄膜

實驗過程：將薄膜裁剪成長約10cm，寬約4cm的長方形。在薄膜一側(cè)的表面會進行一次電鍍鋁形成銀白色，另一面仍為亮黃色。通過人為折壓讓薄膜表面形成一定角度的折痕，由專業(yè)的試驗機，搭配定制夾具加持薄膜式樣，人為控制拉伸試樣，當力值達到50N時停止。XTDIC系統(tǒng)將對整個拉伸加載過程進行監(jiān)測分析。

實驗現(xiàn)場

應變云圖

位移云圖

（3）金屬雙向拉伸實驗

測試材料：鋁合金

采用雙向拉伸試驗機進行拉伸，拉伸速率2mm/min，載荷10噸；通過XTDIC系統(tǒng)（230萬像素163幀）進行圖片采集及局部、全場應變分析。

實驗現(xiàn)場

應變云圖

獲取斷裂前全場應變數(shù)據(jù)，將實際值與數(shù)值模擬值進行對比，可以看出有限元重現(xiàn)了各向異性對應變分布的影響，并準確預測了z大、z小主應變場，實測值與理論值保持一致。

有限元對比分析

（4）金屬材料高溫拉伸實驗

測試材料：P91馬氏體耐熱鋼

實驗現(xiàn)場

應變云圖

（5）金屬材料拉伸

被測試樣

實驗現(xiàn)場

應變云圖

（6）碳碳復合材料高溫變形

通過通電加熱的方式加熱到600度，待穩(wěn)定后進行拉伸實驗，通過XTDIC系統(tǒng)進行應變監(jiān)測分析

被測試樣

實驗現(xiàn)場

應變云圖及應變曲線

（6）超聲波點焊銅材拉伸實驗

兩塊銅制板件通過點焊形成一體，可在式樣表面清晰地看出一組焊點。借助XTDIC系統(tǒng)拍攝焊接區(qū)域在拉力實驗機作用下的應變場和位移場。焊接區(qū)域產(chǎn)生“紐扣狀”的變形

被測試樣

實驗現(xiàn)場

應變云圖

位移云圖

（7）碳纖維剪切實驗，鋁合金結(jié)構(gòu)拉伸實驗

被測試樣（左碳纖維材料，右鋁合金材料）

實驗現(xiàn)場

碳纖維試件云圖分析（左應變云圖，右位移云圖）

鋁合金試件云圖分析（左應變云圖，右位移云圖）

（7）X80金屬管材焊縫力學性能分析

被測試樣

軟件分析

實驗現(xiàn)場

（8）微觀尺度材料力學變形分析

啞鈴狀某金屬材質(zhì)的拉伸試樣，觀測分析區(qū)域10mm*10mm，采用光學非接觸的方式獲取到試樣在拉伸過程中位移場和應變場，并得到應力應變曲線

被測試樣

實驗現(xiàn)場

軟件分析

（9）芯片熱應變測量

芯片斷面不同材質(zhì)溫度變化變形及應變測量；采用光學體式顯微鏡，結(jié)合雙目立體視覺，實現(xiàn)三維全場變形；分析微觀尺度熱應變，與理論分析對比，驗證材料可靠性；

被測試樣

實驗現(xiàn)場

圖8軟件分析

（10）復合材料拉伸變形分析

被測試件

實驗現(xiàn)場

軟件分析