非接触式三维应变,西博三维科技,土木非接触式三维应变

板料成形极限FLC快速测定（3D-DIC）

    测定FLD 的方法通常有三种：(1) 理论计算；(2) 数值模拟；(3) 实验测定。理论计算成形极限主要利用不同的拉伸失稳准则作为判断发生颈缩与破裂的条件来进行解析的，但由于每种准则适用范围有限，非接触式三维应变测量，使得计算结果与试验结果之间有一定差距。在实验室条件下根据标准实验测定极限应变并建立材料FLD的实验方法，可以获得较真实、可靠的FLD，目前应用较为广泛。

   极限应变是实验法测定成形极限图的关键。传统的测量手段一般利用单个圆形图案在板料产生变形时近似变成椭圆的性质，采用工业软尺或工具显微镜直接测量椭圆的长轴和短轴长度近似获取单个圆所在区域的醉大、醉小主应变。尽管上述方法可在一定程度上满足应变测量的要求，但仍存在不足：(1) 以离线方式（工业软尺、工具显微镜）得到应变数据，对操作者的依赖性较大，精度和效率都不高。(2) 网格应变测量方法的绘制工作量较大，且精度一般。(3) 只能对成形的较终状态进行测量，不能或很难进行变形过程的动态监控， 而实验中又很难保证成形较终状态是试件表面刚好出现局部颈缩的极限状态。

图 1 实验装置硬件组成示意图

图 2 图像采集装置

图 3 所开发软件的界面

图 4 图像相关法原理图

图 5 大变形多步匹配示意图

图 6 截面线创建

图 7 截面线数据拟合

图 8 实验现场

图 9 杯突成形后试件

图 11 实验得到的SPCC钢板的成形极限图

图 12 80mm宽试件在不同变形状态的表面轮廓及应变分布

结论：

(1) 提出了一种基于数字图像相关法的板料成形极限应变测量方法，并研制了用于板料成形极限应变测量的试验装置。

(2) 测量非接触，非接触式三维应变，能够在几分钟内完成一个试样应变数据的测量，并可一次性获得大量测量数据。

(3) 不仅可以测量板料成形较终状态的应变，而且能够快速、直观地测量板料试件在整个成形过程中的表面应变分布。

(4) 能够克服传统一些应变测量方法的不足，如难以重复定位，使用复杂费时，不能在线测量等，为解决板料成形极限应变测量的难题提供了一种有效手段。

焊接过程高温三维全场应变实时检测

一、 方案设计思想

焊接过程焊缝区的变形机理研究是长期存在的难题，数值模拟和方真误差大，由于焊缝区存在1000度以上高温，非接触式三维应变厂家，实际测量非常困难，这是困扰焊接研究的长期未解决的难题。西安交通大学经过长期试验，采用自主研制的“XTDIC三维数字散斑全场应变测量分析系统”，提出了焊接高温变形的三维全场变形实时检测方案。

XTDIC三维数字散斑全场应变测量分析系统     测量系统的软硬件

二、 测量内容

     钢板全场位移和应变。实际测量变形，在试件焊缝区制备高温散斑，而非焊缝区内制备高温漆散斑。采用GTAW焊接钢板，使用XTDIC进行光学三维检测。

三、 试件准备

     材质：Q235、45#

     规格：300mm*200mm*3mm

     处理：在试件的焊缝区处喷砂打磨处理

四、 耐高温散斑制备

在试件焊缝区处覆盖漏板，制备高温散斑

图1  高温散斑制备

图2 同时具有高温胶与高温漆散斑的试件

五、XTDIC摄影测量

引弧时，DIC开始采集图片，每秒采集2帧图片，共采集7min。

实验现场如下图，可见焊缝区的高温胶散斑在焊接后还较为完好。

图3 实验现场

图4 焊接过程及三维全场变形实时检测

图5 焊接时焊弧处呈红se

图6 焊接后的钢板：

六、计算结果

      可以算出焊缝区的变形。在计算过程中，焊弧处由于温度过高，钢板呈红色，不可计算，土木非接触式三维应变，冷却后，恢复图像的相关性，可计算。

图7  开始焊接时测量的三维全场实时变形

图8  焊接过程测量的三维全场实时变形