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基于数字散斑系统和摄影测量系统测量板料回弹----大夹头的预拉伸装置

大夹头的预拉伸装置用来对大板料进行一定程度的预拉伸，为后续的板料各向异性的研究做准备，如图所示。

利用大夹头给板料(304不锈钢)施加一定的预应变(图1)，但数字散斑系统在板料预应变后系统中断没有记录回弹数据，郑州人体扫描，使得数字散斑系不能测量板料的回弹量。为了弥补这一缺陷，使用摄影测量系统来测量预应变后板料的应变量，从而获得板料的回弹量。

图1大夹头、304不锈钢板料及数字散斑测量系统

在板料的正面喷上数字散斑，来测量预应变后没有发生回弹的应变量(图2)。在板料的背面腐蚀上用于摄影测量的斑点，来测量预应变后发生回弹后的应变量(图3)。以及同一板料在数字散斑系统下测得的应变量云图(图4)。摄影测量系统测得施加预应变前的应变量云图(图5)，来消除初始的应变量，以及摄影测量系统测得回弹后的应变量云图(图6)，来测量板料较终的应变量。

图2 板料正面喷上散斑

图3 板料背面腐蚀上斑点

图4数字散斑系统下测得的应变量云图

图5摄影测量系统测得施加预应变前的应变量云图

图6摄影测量系统测得回弹后的应变量云图

二、XTSM板料成形应变测量分析系统

幅面三维全场应变测量（几米～几十米）

XTDIC三维数字散斑动态应变测量分析系统

XTDIC三维数字散斑动态应变测量分析系统不但可以测量小幅面（几毫米～几十毫米长度），也可测量大幅面三维全场应变测量（幅面宽度：几米～几十米）。

大幅面相机标定

要实现三维光学测量，人体扫描型号，首先采用下图的各种尺寸标定板，完成高精度的相机标定。

几毫米～几十毫米的编码标定板

几米～几十米的大幅面编码标定十字架

散斑制备

表面特征的制作是XtDic系统测量的关键之一，对于大幅面散斑的制备，采用模板漏印的方法形成表面随机散斑特征。漏板如下图所示，形成的表面特征如下图。

漏板

采用模板漏印的方法制作的表面散斑特征（用于大幅面变形测量）

在物体表面喷黑色或白色的自喷漆形成的随机散斑纹理（用于小幅面的变形应变测量）

把制备好散斑特征的被测件安装到试验机进行拉伸试验。

散斑大幅面实验现场

实验结果

1. 实验结果说明采用模板漏印的方法制备散斑，可以满足大幅面测量时被测件表面特征的制备要求。

2. 实验效果较好，所形成散斑能够很好地用于散斑匹配。

3. 实验计算得到的位移、应变等如下图所示，与预期和理论分析基本相符。

醉大主应变及应变时间曲线

实验得到的E向位移及位移时间曲线

高温三维全场应变测量（3000摄氏度以内）

数字图像相关法的原理可以应用于高低温实验，国内外进行了大量的研究，但是主要局限在800摄氏度以内的测量，对于800度以上（直到3000度）的测量还处于空白。

本实验在“XTDIC三维数字散斑全场应变测量分析系统”的基础上，综禾运用了西安交通大学研制的等离子热喷涂技术散斑制备方法，人体扫描价格，结合多种窄带滤光、干涉片，实现了高温散斑图案的清晰采集，人体扫描效果，完成了直到3000摄氏度的高温全场应变测量。

一、实验目的：

测量某新型耐高温材料在3000摄氏度以内的三维全场应变和泊松比

二、实验设备：

1）高温箱和试验机

2）XTDIC三维数字散斑全场应变测量分析系统

三、高温散斑的制备

西安交通大学研制的等离子热喷涂散斑制备

四、高温图像的采集

针对3000摄氏度高温图像，综合采用了多种窄带滤光、干涉片，实现了高温散斑图案的清晰采集。

测量现场

3000摄氏度的高温散斑应变计算

测量数据分析