西安交通大学信息机电研究所西安交通大学模具与先进成形技术研究所技术研究特色西安交通大学工业三维摄影测量技术发展路线三维全场变形技术概述面向复杂机械和新型材料运行工况下或现场使用单位简介研究生招生XTDICXTDVCXTRTXTMicroXTDIC 3D控制箱数字散斑全场应变XTDP三维光学测量坐标变换XTDCAL工业近景摄影测量XTSD静态变形XTDA大型飞机风洞大视场高速运动物体动态变形和运动轨迹XTSOXTOMXTOM INSPECTOR三维扫描仪XTFLC板料热成形三维全场应变检测试验机XTSM板料和管材胀形成形试验的三维全场变形检测系统板料成形膜结构双轴双向拉伸试验机双轴四缸电液伺服静态、动态、疲劳试验机双向对称微拉伸试验机(用于光学和电子显微镜)TOMS-汽车模具三维光学快速检测系统专用系统核心技术:复杂工况三维全场动态变形检测技术关键技术产品应用领域系列产品概述三维全尺寸快速检测解决方案:大型复杂工件产品的反求和快速质量检测其他光学体式显微镜测量板料液压胀形试验的三维全场变形检测数据动画演示泡沫铝物体内部变形测量实验板料成形极限FLC快速测定(3D-DIC)飞机风洞模型三维全场应变检测(数字图像相关法)一种基于DIC技术识别焊缝材料参数的新方法高温三维全场应变测量(3000摄氏度以内)高速拉伸变形技术发展路线高速冲击振动模态分析实验---数字散斑应用圆棒试件疲劳实验汽车车桥的静态变形和数字散斑三维全场应变实验木材压缩和弯曲性能试验----全场应变分析型号和配置------XTDIC数字散斑应变测量分析一般测量步骤 XTDIC数字散斑系统计算步骤-----XTDIC数字散斑系统显示和编辑计算结果----XTDIC散斑系统输出功能------XTDIC数字散斑系统大幅面三维全场应变测量视频----XTDIC三维数字散斑动态应变测量分析系统沙土全场变形实验-相似材料钛合金试件压缩变形三维数字散斑试验拉伸试验三维全场应变测量总体功能--XTDIC三维数字散斑动态应变测量分析系统主要功能---XTDIC三维数字散斑动态应变测量分析系统变形分析功能--XTDIC三维数字散斑动态应变测量分析分析曲线功能---XTDIC三维数字散斑动态应变测量报表功能---XTDIC三维数字散斑动态应变测量分析系统截线分析---XTDIC三维数字散斑动态应变测量分析系统等势线分析--XTDIC三维数字散斑动态应变测量分析XTDIC数字散斑系统与电子引申计比对试验XTDIC三维数字散斑动态应变测量分析系统三维全场应变测量分析重型卡车车架和车门全方位静态变形和全场应变检测发动机活塞缸体受力三维静态变形实验相似材料模型变形实验-标志点变形和全场变形两种方法复合材料节点试验---基于XTSD的三维静态变形测量大型结构件大变形三维摄影测量相似材料模型实验-光学三维变形测量变形分析应用大尺寸大变形静态测量某汽车覆盖件冲压全场应变检测步骤和流程汽车覆盖件(长到6米)板料冲压全场应变三维检测板料成形极限FLC试验板料剪切实验装置大型汽车模具制件的实际板料成形三维全场应变检测数字图像相关法(散斑应变)在板料力学性能测试中的应用板料成形网格应变测量实验快速使用说明---XTSM板料成形应变测量分析系统评估模式说明-----XTSM板料成形分析计算模式-XTSM板料成形网格应变分析系统三维点云处理---XTSM板料成形网格应变分析系统网格模式---XTSM板料成形网格应变分析系统XTSM板料成形应变测量分析系统板料成形网格变形分析楼房振动变形实验飞机风洞模型静态变形测量飞机结构件运动特性的动态视觉测量系统动态变形和运动轨迹汽车模具快速质量检测和比对分析路面构造三维扫描及三维坐标获取TOMS汽车模具摄影测量系统实现汽车模具实型数字化检测汽车模具三维光学系统应用于汽车覆盖件回弹的计算三维检测应用比对分析和质量检测焊接过程高温三维全场应变实时检测焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究三维全场变形应变系统在焊接学科的研究和应用焊接过程三维全场应变检测实验采用XTSD静态变形系统的焊接过程三维变形检测实验采用XTOM面扫描系统进行焊接变形实验焊接变形试验--光学三维动态变形测量大尺寸无缝焊接管道三维测量和变形分析焊接变形和应变分析船用螺旋桨叶片检测大型飞机三维光学快速测量建模关键技术研究大型水轮机叶片、汽轮机叶片、船舶螺旋桨的快速检测手机零部件三维测量测量实例三维光学测量的应用领域逆向设计应用客车逆向设计快速建模案例轿车、客车、卡车、火车等车辆的组装后产品质量检测大型挖掘机铲斗模型的建模和测量测量实例 测量系统软件界面三维扫描测量实例 逆向和检测汽车模具检测案例 大型泡沫和铸件快速检测其他测量案例行业应用复杂工况三维全场动态变形 检测技术三维全场变形技术概述应变(strain)工业摄影测量光束平差(捆绑调整)自标定方法数字图像相关法(Digital Image Correlatiom,DIC)工业数字近景摄影测量与机器视觉的关系机器视觉(Machine Vision)工业数字近景摄影测量Photogrametry国内外DIC相关研究链接国内外三维检测Strain Measurement by Digital Image Correlation数字散斑全场应变分析工业近景摄影测量静态大尺寸大变形动态变形和运动轨迹三维扫描和建模板料成形网格变形分析焊接变形和应变分析比对分析和质量检测点云处理和三角化相机标定其他综述
自由容器

三维全场变形技术概述

一、立项背景

从制造大国提升为强国,航空航天军工、汽车、重型机械等行业越来越多采用大型复杂结构/曲面工件和新型/复合材料,因无法准确获取其运行工况下的三维全场变形性能,严重制约中国高端制造。机械
、材料、力学等十多个学科研究急需三维全场变形检测分析。

三维全场形应变、运动、轮廓、坐标快速检测分

Digital lmage correlation and Photogrammetryfor 3D Full-filed Deformation Motion and Shape Measurements

机械和材料的变形力学性能是众多行业和学科的研究和应用基础;国际近五年的研究热点,在多个学科爆炸性应用和推广!


· 在检测系统的系列化、专用化、可定制性等方面取得了多项创新成果!

· 在多视场三维快速重建和全场测量集成控制技术研究取得突破性进展!

· 出口欧美发达国家10多所大学用于复合材料、生物力学、土木工程等学科研究!

· 在国内的航空航天军工、汽车、模具、机械、材料等行业的100多单位推广应用!

· 科技成果技术鉴定表明:系列化三维检测装置填补国内空白,达到国际先进水平!

一、立项背景(航空航天)

· 航空航天及军工在在大量极运行工况下复杂机械材料检测难题                                             · 我国大型飞机的设计制造落后,知识积累较少,模拟仿真不准;

· 大展弦比后掠机翼,柔性机翼设计,存在非线性气动弹性影响                                             · 急需风洞、地面、空中飞行时机翼等的动态三维変形检测分析

一、立项背景(汽车/模具)

世界第一汽车制造大国,不是强国,自主品牌岌岌可危,急需提升安全性、可靠性,实现轻质化,変形检测提供强大支撑。

· 汽车及模具尺寸与变形检测要求:复杂曲面、大型工件,模具为单件生产必须全检,要求在生产现场使用,且检测效率高

· 尺寸检测:泡沫实型、铸件模具、制件、装焊、整车等

· 变形检测:材料性能、全尺寸应変。、碰撞强度、运动、传动

一、立项背景(重型机械)

重型机械的船舶、高铁、重卡、核能、火电、水电、风电等行业的大型复杂结构或复杂曲面件三维全尺寸的外形、变形检测难题。

· 大型结构件变形:加载/破坏试验、焊接变形、组件虚拟装配;

· 国大型复杂曲面外形:水轮机、汽轮机、螺旋桨、风力叶片等;

一、立项背景(十几个学科急需)

数学图像相关法(数字散斑3D-DlC)三维全场应变检测技术· 国际上2008年以来在机械、材料、力学等十多个学科想炸性戏剧性快速发展,用于宏观与微观、多种工况环境,而二十世纪的研究应用较少;(引自2008年11月国际 Strain期刊总编辑社论)
· 国内目前相关学科的研究应用较少或空白,迫切需要自主研制三维全场应变系统,以满足各学科通用和专用需求。

一、立项背景(现有方法问题)

现有检测设备方法效率低测量范園小,较难实现三维全场检测,很难满足运行工况与生产现场使用及三维有限元模拟验证需求。

· 接触式変形測量传感器基本上是一维測量且安装不方便:如位移/加速度传感器、应変片、电子引伸计等· 传统光学应変测量方法应用环境较苛刻:如电子散斑干涉、云纹法、各种激光干涉法、激光多普勒测振仪等;· 三坐标测量设备:三坐标机、关节臂、激光跟踪仪、全站仪等,

一、立项背景(研究目的)

非接触快捷  快捷使用  便携式  多种工况  多种尺寸三维全场变形、应変、运动轨迹、轮廓外形、坐标检测分析

· 复杂机械:大型尺寸、复杂曲面、复杂结构(如多节点);                                                                                                             

· 新型材料:复合/复层、蜂窝/泡沫等金属与非金属各向异性材料

· 多种工况:仿真加载试验/实际运行/现场(高低温/空中/地面)                                                                                                    

· 多种尺寸:1毫米~50米的试件、工件及产品,大中小型/微观;

· 详细性能:三维全场变形、应变、运动、外形、坐标、振动冲击                                                                                             

· 大变形范围:跨越弹性、塑性、破裂,最大到1000%变形;

· 三维有限元数值软件配合:精确建模(小尺寸试件试验)、实际产品(大尺寸)运行工况或现场的三维全场变形检测与模拟验证。

一、立项背景(研究现状与发展)

原理:工业摄影测量和数字图像相关法,多学科交叉研究。通过工业相机拍摄的序列二维图像,快速解算出三维坐标、变形、应变等数据。满足工业测量的精度要求,实现自动化与快捷使用。

· 国际近五年研究热点:国外只有一个单位有类似系列装置,其他公司只有2~3个单独系统,但应用局限较大;国内主要研究中小工件曲面测量反求,还没有类似三维全场变形与应变检测设备

· 技术复杂难度大:涉及机械、材料、力学、计算机、图像处理、机器视觉、摄影测量、数字图像相关法等;

· 国外系统限制多:国内各种试验机接口无法很好配合,价格昂贵,无法满足航空航天及军工等国家重大项目的专用定制化需求。

· 应用:前景广阔,国内很多空白,航空航天及军工、汽车、重型机械等行业,以及机械、材料、力学、土木工程等10多个学科。

地址:西安交通大学曲江校区博源科技广场大厦C座14层1047室
版权所有:西安交通大学 机械工程学院  先进技术制造研究所

联系电话:  0755-86665401

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