光學非接觸應變測量是一種利用光學原理和傳感器技術,對物體表面的應變進行非接觸式測量的方法。技術特點——非接觸性:無需在物體表面安裝傳感器或夾具,避免了傳統接觸式測量方法對物體表面的損傷和測量誤差。高精度:隨著光學技術和傳感器技術的不斷發展,光學非接觸應變測量的精度不斷提高,可以滿足高精度測量的需求。實時性:可以實時監測物體表面的應變變化,提供動態應變數據。全場測量:可以實現物體表面的全場應變測量,獲得更較全的應變分布信息。適用范圍廣:適用于各種材料和形狀的物體,包括高溫、高壓等惡劣環境下的測量。 光學非接觸應變測量利用光學原理和方法,在不與被測物體直接接觸的情況下,測量物體的應變情況。福建三維全場非接觸式變形測量
刻寫在光纖上的光柵傳感器自身抗剪能力很差,在應變測量的應用中,需要根據實際需要開發相應的封裝來適應不同的基體結構,通常采用直接埋入式、封裝后表貼式、直接表貼等方式。埋入式一般是將光纖光柵用金屬或其他材料封裝成傳感器后,將其預埋進混凝土等結構中進行應變測量,如橋梁、樓宇、大壩等。但在已有的結構上進行監測只能進行表貼,如現役飛機的載荷譜監測等。無論是哪種封裝形式,由于材料的彈性模量以及粘帖工藝的不同,在應變傳遞過程必將造成應變傳遞損耗,光纖光柵所測得的的應變與基體實際應變不一致。 浙江VIC-2D非接觸式應變測量系統三維應變測量技術常用的光學方法有光柵片法、激光干涉儀法和數字圖像相關法(DIC)等。
在橋梁靜動載試驗時,如何減小應變測試中的各種干擾因素,提高檢測效率和測量數據的可信度,是長期以來工程師們一直在苦苦探索的問題。經過多年的技術攻關,終于研發成功了一種可裝配式多用途應變測量傳感器,成功地應用在了多座橋梁的靜動載試驗中,有效地解決了橋梁靜動載試驗中應變測量時遇到的一系列問題,特別是惡劣環境下的應變測試問題。應變片由兩個相同的敏感柵重疊配置,可以抵消所產生的電磁感應噪聲。導線采用絞合線,同樣可以抵消感應噪聲,因此該應變片不易受交變磁場的影響。
典型系統介紹——PMLABDIC-3D非接觸式三維應變光學測量系統:該系統由中國科學技術大學與東南大學共同開發,采用非接觸式光學測量方法,可準確測量物體的空間三維坐標以及位移和應變等數據。該系統利用數字圖像處理基本原理,通過數字鏡頭采集圖像,拍攝試件變形前后表面形貌特征,識別被測物體表面結構,然后通過三維重建以及數字圖像相關性運算得出圖像各像素的對應坐標。上海VIC-Gauge3D視頻引伸計測量裝置:該裝置也是一種光學非接觸應變測量設備,廣泛應用于高溫環境下的應變測量。通過比對已知應變的標準樣品,實現對設備的準確校準,具有非接觸、實時監測等優點。 電阻應變測量(電測法)是實驗應力分析中使用較廣和適應性比較強的方法之一。
振弦式應變測量傳感器的研究起源于20世紀30年代,其工作原理如下:鋼弦在一定的張力作用下具有固定的自振頻率,當張力發生變化時其自振頻率也會隨之發生改變。當結構產生應變時,安裝在其上的振弦式傳感器內的鋼弦張力發生變化,導致其自振頻率發生變化。通過測試鋼弦振動頻率的變化值,能夠計算得出測點的應力變化值。振弦式應變測量傳感器的特點是具有較強的抗干擾能力,在進行遠距離輸送時信號失真非常小,測量值不受導線電阻變化以及溫度變化的影響,傳感器結構相對簡單、制作與安裝過程比較方便。 在汽車制造中,剛學非接觸應變測量技術可用于檢測輪胎、發動機、車身和底盤等關鍵部位的應變變化。西安VIC-Gauge 3D視頻引伸計應變測量系統
光學非接觸應變測量主要依賴于光學測量技術,如數字全息術、激光測振儀、數字圖像相關法(DIC)等。福建三維全場非接觸式變形測量
三維應變測量技術對于塑性材料研究是非常重要的工具,它采用可移動式非接觸測量頭,可方便地整合應用到靜態、動態、高速和高溫等測量環境中,可詳細地測量材料存在的復雜特性,甚至可用于材料的力學實驗,例如杯突實驗、抗拉實驗、拉彎實驗以及剪切實驗。比傳統的應變計測量,可以獲得更詳細的數據信息,可對數字仿真做更詳細的對比和評價。結合光、電、計算機等技術的優點,光學三維測量技術達到了非接觸性、無破壞性、精度和分辨率高以及測量速度快的特點,在彈性塑性材料等特殊測量領域受到很大的關注。 福建三維全場非接觸式變形測量