北京全場(chǎng)三維數(shù)字圖像相關(guān)應(yīng)變測(cè)量裝置

   對(duì)于復(fù)合材料的拉伸試驗(yàn)，可以使用試樣一側(cè)的單應(yīng)變測(cè)量來測(cè)量軸向應(yīng)變。然而，通過在試樣的相對(duì)兩側(cè)進(jìn)行測(cè)量并計(jì)算它們的平均值，可以得到更一致和準(zhǔn)確的結(jié)果。使用平均應(yīng)變測(cè)量對(duì)于壓縮測(cè)試至關(guān)重要，因?yàn)閮纱螠y(cè)量之間的差異用于檢查試樣是否過度彎曲。通常在拉伸和壓縮測(cè)試中確定泊松比需要額外測(cè)量橫向應(yīng)變。剪切試驗(yàn)時(shí)需要確定剪切應(yīng)變，剪切應(yīng)變可以通過測(cè)量軸向和橫向應(yīng)變來計(jì)算。在V型缺口剪切試驗(yàn)中，應(yīng)變分布不均勻且集中在試樣的缺口之間，為了更加準(zhǔn)確地測(cè)量這些局部應(yīng)變需要使用應(yīng)變儀。光學(xué)應(yīng)變測(cè)量技術(shù)全場(chǎng)測(cè)量，提供全部準(zhǔn)確應(yīng)變數(shù)據(jù)。北京全場(chǎng)三維數(shù)字圖像相關(guān)應(yīng)變測(cè)量裝置

    光學(xué)非接觸應(yīng)變測(cè)量技術(shù)是一種通過光學(xué)原理來測(cè)量物體表面應(yīng)變的方法。它可以實(shí)時(shí)、精確測(cè)量材料的應(yīng)變分布，無需直接接觸被測(cè)物體，避免了傳統(tǒng)接觸式應(yīng)變測(cè)量中可能引入的干擾和破壞。該技術(shù)的原理主要基于光學(xué)干涉原理和光柵衍射原理。通過使用激光光源照射在被測(cè)物體表面，光線會(huì)發(fā)生干涉或衍射現(xiàn)象。當(dāng)被測(cè)物體受到應(yīng)變時(shí)，其表面形狀和光程會(huì)發(fā)生變化，從而導(dǎo)致干涉或衍射圖樣的變化。通過分析這些變化，可以推導(dǎo)出被測(cè)物體表面的應(yīng)變分布情況。光學(xué)非接觸應(yīng)變測(cè)量技術(shù)在工程領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。它可以用于材料力學(xué)性能的研究、結(jié)構(gòu)變形的監(jiān)測(cè)、應(yīng)力分布的分析等。例如，在航空航天領(lǐng)域，可以利用該技術(shù)來評(píng)估飛機(jī)機(jī)翼的應(yīng)變分布情況，以確保其結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性。在材料科學(xué)研究中，該技術(shù)可以用于研究材料的力學(xué)性能和變形行為，為材料設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供重要的參考?？傊鈱W(xué)非接觸應(yīng)變測(cè)量技術(shù)通過光學(xué)原理實(shí)現(xiàn)對(duì)物體表面應(yīng)變的測(cè)量，具有非接觸、實(shí)時(shí)、精確等特點(diǎn)。 VIC-2D非接觸應(yīng)變測(cè)量一些新的技術(shù)被引入，如數(shù)字圖像相關(guān)等，這些方法提高了測(cè)量的準(zhǔn)確性和精度，還擴(kuò)展了應(yīng)變測(cè)量的應(yīng)用范圍。

數(shù)字圖像相關(guān)法（DIC）：原理：通過比較物體變形前后兩幅或多幅數(shù)字圖像中特征點(diǎn)的位移變化，來計(jì)算物體的應(yīng)變場(chǎng)。優(yōu)點(diǎn)：全場(chǎng)測(cè)量、精度高、易于實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用：廣泛應(yīng)用于材料測(cè)試、結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。電子散斑干涉術(shù)（ESPI）：原理：通過將激光照射到物體表面，并利用CCD相機(jī)記錄物體表面散射的光波干涉條紋，來測(cè)量物體表面的微小變形。特點(diǎn)：高靈敏度、高分辨率。激光干涉儀法：原理：利用激光干涉原理測(cè)量物體表面的位移變化，進(jìn)而推導(dǎo)出應(yīng)變。應(yīng)用：適用于高精度測(cè)量和動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)量。

可通過大變形拉伸實(shí)驗(yàn)，研究橡膠材料在拉伸應(yīng)力作用下的變形情況，結(jié)合試驗(yàn)的方法對(duì)橡膠材料與金屬材料的抗拉力學(xué)性能，結(jié)合有限元分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)特殊材質(zhì)橡膠拉伸發(fā)生的應(yīng)力、形變和位移進(jìn)行測(cè)量，為提高橡膠材料綜合力學(xué)性能提供數(shù)據(jù)依據(jù)。傳統(tǒng)的位移和應(yīng)變測(cè)量方法往往采用引伸計(jì)與應(yīng)變片等接觸式方法進(jìn)行，精度較高，但應(yīng)變片需直接粘貼于式樣表面，并通過接線的方式與采集箱連接，使用繁瑣且量程有限。如若針對(duì)于橡膠類材料的拉伸實(shí)驗(yàn)，由于材料本身的特殊性，不易黏貼應(yīng)變片，再加之橡膠拉伸變形大，普通的引伸計(jì)和應(yīng)變片量程不足，無法滿足測(cè)量要求。光學(xué)應(yīng)變測(cè)量利用光的相位或強(qiáng)度變化，高精度、高靈敏度地捕捉微小應(yīng)變變化。

    在安全日益重要的現(xiàn)在，應(yīng)變也受到了越來越較多的關(guān)注，那么什么是應(yīng)變？應(yīng)變是一個(gè)重要的物理量，指在外力和非均勻溫度場(chǎng)等因素作用下物體局部的相對(duì)變形。應(yīng)變測(cè)量是機(jī)械結(jié)構(gòu)和機(jī)械強(qiáng)度分析里的重要手段，是保證機(jī)械設(shè)備正常運(yùn)行的重要分析方法，在航空航天、工程機(jī)械、通用機(jī)械以及道路交通等領(lǐng)域有著十分廣泛的應(yīng)用。應(yīng)變測(cè)量的方法很多，其對(duì)應(yīng)的傳感器也各不相同，主要有電阻應(yīng)變片、振弦式應(yīng)變傳感器、手持應(yīng)變儀、千分表引伸計(jì)、光纖布拉格光柵傳感器等，其中電阻應(yīng)變片以其靈敏度高、響應(yīng)速度快、造價(jià)低、安裝方便、質(zhì)量輕、標(biāo)距小等特點(diǎn)應(yīng)用比較為普遍。 光學(xué)非接觸應(yīng)變測(cè)量利用全息干涉術(shù)和激光散斑術(shù)，通過光的干涉和散斑圖案分析物體表面應(yīng)變。北京全場(chǎng)三維數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)應(yīng)變系統(tǒng)

光學(xué)非接觸測(cè)量由于不需要與被測(cè)物體直接接觸，因此避免了傳統(tǒng)接觸式測(cè)量方法可能帶來的誤差和損傷。北京全場(chǎng)三維數(shù)字圖像相關(guān)應(yīng)變測(cè)量裝置

隨著礦井開采逐漸向深部發(fā)展，原巖應(yīng)力與構(gòu)造應(yīng)力不斷升高，對(duì)于圍巖力學(xué)性質(zhì)和地應(yīng)力分布異常、巖巷的支護(hù)設(shè)計(jì)研究至關(guān)重要。研究團(tuán)隊(duì)借助研索儀器VIC-3D三維非接觸全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)，采用相似材料模擬方法，模擬原始應(yīng)力狀態(tài)下不同開挖過程和支護(hù)作用影響的深部圍巖變形破壞特征，對(duì)模型表面應(yīng)變、位移進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，研究深部巖巷圍巖變形破壞過程，分析不同支護(hù)設(shè)計(jì)和開挖速度影響的圍巖變形破壞規(guī)律，為探索深部巖巷巖爆的發(fā)生和破壞規(guī)律提供指導(dǎo)依據(jù)。北京全場(chǎng)三維數(shù)字圖像相關(guān)應(yīng)變測(cè)量裝置