HPSP-V型視頻引伸計精彩案例
HPSP-V視頻引伸計可以動態(tài)實時測量應變,、位移、泊松比等等,。廣泛應用于材料測試領域 的小尺寸試樣試驗,、壓縮試驗、疲勞試驗,、高溫試驗,、斷裂高速沖擊力學測量、混凝土材料試 驗,、微觀力學測試等,。
1、測量精度(材料力學測試) 在材料領域里,,主要是用于測量小試樣的變形,。廣泛應用于各種力學試驗機上,作為一種非接觸式的多點式引伸計進行使用,。
圖 1 高精度視頻引伸計
這時采用材料測試專用鏡頭,,非接觸式應變位移測量儀的測量精度為:應變:5 個微應變; 位移:0.05 微米,。在拉伸機上,,測量鋁制試樣的變形。測量誤差:
圖 2 測量誤差對比
擬合后泊松比結(jié)果: 應變片:0.3381 視頻引伸計:0.3333 與傳統(tǒng)的應變片相比,誤差在 0.5%,。同時測量了泊松比為 0.33, 鋁的標準值,。
2 應用領域
☆各種材料的力學測試(可與試驗機相連)。 比如:金屬,、塑料,、橡膠、復合材料,、高分子材料,、混凝土、皮革,、光纖,、薄膜、木材,、巖土,、生物材料等等。
☆可調(diào)整標距
☆可實現(xiàn)測量信號的反饋控制 比如:與疲勞試驗機相連,實現(xiàn)應變信號的反饋控制,。
☆特殊條件下的測量
高溫測量,,600 度以上時,可能需要濾光片 高速沖擊,、高頻振動,,需要高速攝像機 損傷和破壞性實驗 疲勞試驗、測泊松比,、裂紋的繁衍等等
3 與各種試驗機結(jié)合使用
高精度視頻引伸計能夠與試驗機結(jié)合使用,,可測量:
應力-應變曲線 彈性模量 泊松比等等
高精度視頻引伸計可以將測量數(shù)據(jù)以數(shù)字或者模擬信號的方式實時輸出,以供其它設備使用,,
從而能夠與大多數(shù)力學實驗機結(jié)合使用。
圖 3 結(jié)合試驗機的安裝示意圖下圖是在攝像機中看到的被測試樣的圖像,,以及所選擇的被測點,。因試樣上噴漆,所以看到的
是黑白點彌散分布的灰色圖像,。
圖 4 從攝像機中看到的被測試樣的散斑灰度圖及選點情況 注:1. 圖中黑白點彌散分布的背景是從攝像機中看到的被測試樣的圖像,。
2. 圖中白色方框代表 4 個被測點,這些被測點是在視頻引伸計分析軟件里人為指定的,,
點的數(shù)量和位置可任意指定,。
利用這 4 個被測點??梢酝瑫r測量:
? 各個點的位移
?任意兩點之間的應變,,比如:1 點和 2 點可以測量垂直方向上的應變
3 點和 4 點可以測量水平方向上的應變。
?測量試樣的泊松比,。水平和垂直的應變可以測量,,即可測泊松比。
4 材料力學測試案例
(1)小尺寸試樣
圖 5 測量小尺寸試樣
優(yōu)勢:
?標距可調(diào)標距可以小于 1 毫米,。因此可以測量小尺寸試樣,。
?非接觸式 因為采用非接觸的方式進行測量,所以,,安裝方便,,并且不會在被測物上附加任
何重量,可以測量柔軟的材料,。
(2)壓縮試驗
圖 6 蜂窩材料壓縮試驗 優(yōu)勢:
?這種材料很難使用引伸計或者應變片進行測量,。
?視頻引伸計可以同時測量多個部位的應變。
(3)疲勞試驗
圖 7 視頻引伸計結(jié)合疲勞試驗機使用 優(yōu)勢:
?視頻測量儀不會出現(xiàn)打滑現(xiàn)象,,傳統(tǒng)的引伸計容易出現(xiàn)打滑,。
?視頻測量儀可長時間的工作,傳統(tǒng)的應變片無法長時間工作。
?視頻測量儀可實現(xiàn)測量信號的反饋控制,。
(4)高溫試驗
圖 8 視頻引伸計安裝示意圖
圖 9 捕捉到的圖像(1500 度)
說明:從上圖中可以看到,,在 1500 度的情況下,視頻引伸計仍然可以捕捉到清晰的圖像,,即 視頻引伸計可以完成測量工作,。
(5)斷裂、高速沖擊力學測量
視頻引伸計與高速攝像機相結(jié)合,,可用于研究斷裂瞬間試樣變形,、高速沖擊碰撞瞬間變形。 高精度視頻引伸計的分析軟件,,可以對高速攝像機拍攝的非壓縮 avi 格式的視頻進行測量,,可 以很容易得到實驗過程中的應變和位移。
下圖顯示的數(shù)據(jù)來自于一個碳纖維布料在大約每秒400%的變形速度下的測試實驗,。此實 驗利用 25000 幀/秒的高速攝像機采集圖像,。
圖 10 與高速攝像機結(jié)合 測量變形
說明:目前,測量瞬態(tài)力學是一個難題,。因為需要超高的采集頻率,,普通的采集設備很難達到 這么高的采集頻率。視頻引伸計為您提供了一種新的測量方法,。
(6)混凝土材料
圖 11 混凝土墻的壓力加載試驗
說明:上圖中紅色框即為被測點,,同時測量 6 個點,可以測量每個點的水平和垂直方向的位移,。 利用任意兩個被測點即可測量應變,。
(7)微觀力學測試 高精度視頻引伸計與顯微鏡、掃描電子顯微鏡,、掃描探針顯微鏡相結(jié)合,,可以實現(xiàn)納米測量。 通過采集這類顯微鏡下的圖像,,結(jié)合視頻分析軟件,,可以對這些微觀圖像進行測量分析。從而 達到測量變形的目的,。
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