高速非接触全场应变测量系统

高速非接触全场应变测量系统 VIC-3D HS

VIC-3D非接触全场应变测量系统,是美国CSI公司(Correlated Solutions, Inc.)经过30多年的科学研究的精髓所在。CSI是DIC(Digital Image Correlation)技术的原创者和领导者,其技术源自美国南卡罗莱纳大学(USC),其拥有独一无二的3D显微应变测量专利,该系统采用优化的3D数字图像相关性运算法则,为试验提供三维空间内全视野的形状、位移及应变数据测量。VIC-3D广泛应用于各个行业遍及材料力学、结构力学、破坏力学、冲击力学、振动力学、微纳米力学、生物力学、疲劳及可靠性等。从材料测试到结构试验,从毫米级上至百米级尺度,无论金属、非金属、复合材料、生物组织等均可测量。

VIC-3D采用了DIC(Digital Image Correlation)数字图像相关算法。其原理是计算机通过被测物体变形前后图像对比,通过灰阶找到图像相关区域从而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采集变形前后待测物图像,经运算即可获得全场范围内的3D数据。DIC(Digital Image Correlation)技术无需特殊环境要求,在室内室外普通环境均可使用,原则上只要能取得图像即可进行应变测量。

高精度高速度
• 点对点5με;2D点对点应变精度10με,3D应变精度50με,振幅测量精度至纳米级;
• 稳定可靠的测量精度:散斑制作与评估、标定评估、振动滤除;
• 超过80000个数据点/s ,是其它商业产品5~10倍,且支持多核并行计算。

极限测量能力
• 极限尺寸:从微纳米到数百米的宏观尺度均能提供相应技术解决方案;
• 极限速度:可驱动高达10,000,000Hz采集;
• 极限温度:从≤-100℃低温到≥1900℃的高温试验;
• 极限应变范围:从0.005%到2000%。

高速测量
VIC-3D高速测量系统包含了两个高度集成的高速相机,并拥有3D数字图像相关的所有优势。可追踪视野范围内每个像素点的位移和应变。除此之外软件可以快速自动地进行计算。VIC-3D HS数字图像相关系统配备高速相机及配套的高速专用光照系统,广泛应用于冲击爆炸及高应变速率试验,图像采集速率从每秒1000张到每秒10,000,000张。

3D全场实时测量
与传统的多个标志点实时测量不同,VIC-3D全场实时测量要求系统图像数据处理速度极高,作为DIC技术领导者的CSI公司独有高效算法能够在普通单核CPU计算机下每秒钟处理高达80,000个数据节点,比其他商业系统快至10倍。3D实时测量模块以2-10Hz频率进行3D全场应变计算,并实时输出3D云图和2D轮廓贴合曲线等。该模块也支持网络计算机进行图像采集,另一台计算机进行数字图像相关计算。

振动模态分析系统(HSVA)

汽车刹车盘模态

飞机模态

VIC-3D™ Vibration Analysis System是CSI公司为解决振动测量问题而全新开发的功能。该模块用于全场测量以及瞬态事件分析。通过瞬态测试进行的工作变形ODS分析和工作模态分析(OMA),得到试样结构整体的厚度非均匀性、表面不规整、裂缝、缺陷等试样本身缺陷信息。通过全场的三维变形数据可以用于试样结构优化和改进,校正样机的平衡、位移、弯曲、刚度以及整体的结构改善。

振动模态系统特性及优势:
• 可输出振幅、频率、相位、速度、加速度等数据
• 动画比较,数据图表,与FE比较
• 特定频域内全场ODS工作变形纳米级测量
• 可以实现高加速度下极低尺度振幅分析
• 高精度全场变形、应变、振型分析

应用领域
零件分析

VIC-3D广泛应用于广泛应用于机械、汽车、航空、航天、国防、电子、生物工程等行业的零件和结构测量:
• 静强度分析 • 振动疲劳分析  • 瞬态ODS及模态OMA分析 • 冲击碰撞 • 耐久性分析

材料测试

VIC-3D为材料测试提供高精度的全场测量结果,其测量不局限于单个点,而是全范围观测变形,更加便捷识别临界破坏点。无需再次试验,即可从之前获取的图像提取关注热点。
无论是高温、低温,还是各种材料,如金属、木材、内含PE的纤维、泡沫、橡胶 、骨骼、肌肉等都可以测量:
• 应力应变曲线 • 杨氏模量 • 泊松比 • 弹塑性的参数 • CTOD • FLC成型极限曲线
其涵盖材料的各个领域:
• 断裂力学性能 • 动态冲击 • 瞬态测量 • 疲劳试验 • 蠕变 • 成形极限曲线FLC测定 • 材料各向异性