应力|应变测试_应变测量分析-动态变形模量测定仪

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、坐标快速检测分析

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。