岩土三维位移|三维位移|西博三维科技

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，实际测量非常困难，土木三维位移，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，岩土三维位移，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，三维位移，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，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

散斑系统应用案例—有限元分析（FEA）验证

在固体力学、实验力学领域，三维位移厂家，有限元模拟可以在一定程度上代替实验手段， 但由于单元划分、形函数的选取、迭代参数的选定和材料模型的建立， 正确的初值和边界条件以及适当准则判据的选择都会对模拟的精度和结果产生重要的影响。因此，很有必要对有限元分析（FEA）结果进行验证。本实验采用XTDIC数字图像相关系统，不仅实现了有限元分析的验证，而且所得的测量结果还可以进一步指导FEA。