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产品 Products

一、通用变形检测产品:
 XJTUDIC三维数字散斑动态应变测量分析系统
 XJTUSD三维光学静态变形测量分析系统
 XJTUDA三维光学动态变形与运动测量
 XJTURT 三维实时跟踪测量分析系统
二、板料成形检测产品:
 XJTUSM板料成形网格应变测量分析系统
 XJTUFLC杯突和板料成形极限检测系统

三、科学研究变形检测产品:

 XJTUDVC 体积内三维全场应变测量系统
 XJTUMicro显微数字图形相关法全场应变测量分析系统
 XJTUCAL 多相机多幅面的相机柔性自标定系统

四、轮廓与坐标检测产品:

 XJTUOM三维光学面扫描系统
 XJTUDP三维光学摄影测量系统
 XJTUSO小型三维光学面扫描系统
 XJTUOM INSPECTOR 点云处理与比对检测系统
 XJTUOM点云预处理软件
 

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西安新拓三维光测科技有限公司
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汽车车桥的三维全尺寸静态变形和数字散斑三维全场应变实验


一、试验目的:
检测汽车车桥在加载实验的全局三维变形和局部三维全场应变
1. 载荷作用下,汽车车桥表面关键点的位移、变形测量。(采用XJTUSD三维光学静态变形测量分析系统)
2. 载荷作用下,汽车车桥表面局部区域的位移、应变测量。(采用XJTUDIC三维数字散斑动态应变测量分析系统)

要解决的问题(位移传感器和应变片):
传统方法一般采用位移传感器来测量变形,采用应变片测量应变,存在以下问题:
1.位移传感器一般是一维,无法测量三维位移和变形。要测量较多点的变形,需要安装众多的位移传感器,使用非常麻烦,精度不高。
2.应变片能够测量一维应变,无法测量三维应变。较难测量三维全场应变测量。


二、实验器材:
1. 汽车车桥制件;
2. 四通道加载实验系统;
3. XJTUDIC三维数字散斑动态应变测量分析系统;
4. XJTUSD三维光学静态变形测量分析系统;
5. 自喷漆、标志点、标准尺、计算机,电缆线等。

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XJTUDIC三维数字散斑全场应变测量分析系统 XJTUSD三维光学静态变形测量分析系统
                           

汽车车桥




实验现场(车桥正面三维全场应变测量)

实验现场(车桥下面三维全场应变测量)


实验过程


三、测量准备
1. 布置和粘贴标志点,用于表面关键点的位移、变形测量,如下图所示。
 

布置标志点


标志点包括:环状的编码标志点和圆形的非编码标志点,均可用于载荷作用下车桥表面变形的跟踪和位移计算。标尺用于确定标志点对应的实际空间三维坐标。
2. 利用哑光自喷漆在车桥表面制备散斑特征(如下图所示),以用于局部位移、应变的测量和计算。
 

散斑特征


3. 实验加载方案。利用四通道实验机控制系统,采用负载控制方式,分28级对车桥制件进行加载,加载路径如下图所示。
 
四、图像采集
1. 标志点图像采集。采用千万像素级的单反相机,在车桥加载后的不同阶段,快速地从不同方位拍摄照片,以用于表面标志点的静态变形计算。
2. 散斑图像采集。利用散斑测量系统的测量头、控制箱、计算机、软件控制模块进行车桥表面散斑图像的采集。测量头由两个高频LED灯和两个工业CCD相机组成,见下图。采集速度:每秒1帧。
 

测量头

五、数据处理
1. 对于采集的标志点图像,采用XJTUSD三维光学静态变形测量系统进行处理。
2. 对于采集的散斑图像,采用XJTUDIC 三维数字散斑应变测量分析系统处理。
两个系统的软件如下图所示。

 

XJTUSM三维光学静态变形测量系统

 

XJTUDIC 三维数字散斑应变测量分析系统


六、实验结果
静态变形测量
试验机载荷为1吨,4吨,6吨,8吨,10吨,12吨,16吨,40吨时车桥表面标志点变形测量结果,利用OpenGL三维显示。
 
载荷为1吨时


载荷为4吨时


载荷为6吨时


载荷为8吨时


载荷为10吨时


载荷为12吨时


载荷为16吨时


载荷为40吨时



七、散斑实时变形测量
采用散斑方法对车桥制件侧面和底面两块小区域进行了测量,下面将分别阐述测量结果。


    
(a) 侧面测量区                          (b)底面测量区


侧面测量结果
实验条件:连续加载1~40吨; 加载时间:120秒;加载到40吨时维持

1. 加载过程,测量区位移分布色谱图:(采集速度每秒1帧)

第5帧
  
第120帧

2. 测量区平均位移—时间曲线:
 

E方向位移

 

X方向位移—时间曲线
 
Y方向位移—时间曲线

 Z方向位移—时间曲线

3. 测量区平均应变—时间曲线:
 
(最大主)应变—时间曲线

八、底面测量结果
实验条件:连续加载1~40吨; 加载时间:120秒。
 1. 加载过程中测量区位移分布色谱图:(采集速度每秒1帧)

2. 测量区平均位移—时间曲线:
 
E方向位移
 
X方向位移

Y方向位移

 Z方向位移

3. 测量区平均应变—时间曲线:
 
(最大主)应变—时间曲线


16t时EpsilonX应变场


16t时EpsilonX应变场二维投影


40t时EpsilonX应变场

 


40t时EpsilonX应变场二维投影


工件曲面的三维重建(散斑测量结果为三维实际工件的外形变形情况)

九、结果说明
1. 静态变形测量结果能非常直观地显示:被测车桥在不同加载阶段,表面点的三维坐标和位移变化;测量结果能以报表形式导出。
2. 加载条件相同时,两次散斑测量得到的平均位移变化基本一致,最大位移小于3.5mm。
3. 散斑测量得到的应变较小,最大应变小于0.1%。
4. 通过设置颜色条最值,可以灵活显示车桥表面的位移场和应变场。


 

 
Web www.xjtudic.com
 

西安交通大学 机械工程学院 模具与先进成形技术研究所 信息机电研究所
电子邮件: xjtops@163.com  网站: www.xjtudic.com  www.xjtops.com  www.3dthink.cn

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