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HPYS-V型视频引伸计精彩案例

HPYS-V高精度视频引伸计可以动态实时测量应变、位移、泊松比等等。广泛应用于材料测试领域 的小尺寸试样试验、压缩试验、疲劳试验、高温试验、断裂高速冲击力学测量、混凝土材料试 验、微观力学测试等。

1、测量精度(材料力学测试) 在材料领域里,主要是用于测量小试样的变形。广泛应用于各种力学试验机上,作为一种非接触式的多点式引伸计进行使用。

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图 1 高精度视频引伸计

这时采用材料测试专用镜头非接触式应变位移测量仪的测量精度为应变5 个微应变; 位移:0.05 微米。在拉伸机上,测量铝制试样的变形。测量误差:

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图 2   测量误差对比

拟合后泊松比结果: 应变片:0.3381     视频引伸计0.3333     与传统的应变片相比,误差在 0.5%。同时测量了泊松比为 0.33, 铝的标准值。

2 应领域

☆各种材料的力学测试(可与试验机相连。 比如:金属、塑料、橡胶、复合材料、高分子材料、混凝土、皮革、光纤、薄膜、木材、岩土、生物材料等等。

☆可调整标距

☆可实现测量信号的反馈控制 比如:与疲劳试验机相连,实现应变信号的反馈控制。

☆特殊条件下的测量

高温测量,600 度以上时,可能需要滤光片 高速冲击、高频振动,需要高速摄像机 损伤和破坏性实验 疲劳试验、测泊松比、裂纹的繁衍等等

3 与种试合使用

高精度视频引伸计能够与试验机结合使用,可测量:

应力-应变曲线     弹性模量     泊松比等等

高精度视频引伸计可以将测量数据以数字或者模拟信号的方式实时输出,以供其它设备使用,

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从而能够与大多数力学实验机结合使用。

图 3   结合试验机的安装示意图下图是在摄像机中看到的被测试样的图以及所选择的被测点因试样上喷所以看到的

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是黑白点弥散分布的灰色图像。

图 4   从摄像机中看到的被测试样的散斑灰度图及选点情况 注:1。     图中黑白点弥散分布的背景是从摄像机中看到的被测试样的图像。

2。      图中白色方框代表 4 个被测点,这些被测点是在视频引伸计分析软件里人为指定的,

点的数量和位置可任意指定。

利用这 4 个被测点。可以同时测量:

•   各个点的位移

•任意两点之间的应变,比如:1 点和 2 点可以测量垂直方向上的应变

3  点和  4 点可以测量水平方向上的应变。

•测量试样的泊松比。水平和垂直的应变可以测量,即可测泊松比。

4  材料力学测试案例

 1)小尺寸试样

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图 5   测量小尺寸试样

优势:

•标距可调标距可以小于 1 毫米。因此可以测量小尺寸试样。

•非接触式   因为采用非接触的方式进行测量,所以,安装方便,并且不会在被测物上附加任

何重量,可以测量柔软的材料。

(2)压缩试验

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图 6   蜂窝材料压缩试验 优势:

•这种材料很难使用引伸计或者应变片进行测量。

•视频引伸计可以同时测量多个部位的应变。

(3)疲劳试验

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图 7 视频引伸计结合疲劳试验机使用 优势:

•视频测量仪不会出现打滑现象,传统的引伸计容易出现打滑。

•视频测量仪可长时间的工作,传统的应变片无法长时间工作。

•视频测量仪可实现测量信号的反馈控制。

(4)高温试验

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图 8 视频引伸计安装示意图

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图 9 捕捉到的图像(1500 度)

说明:从上图中可以看到,在 1500 度的情况下,视频引伸计仍然可以捕捉到清晰的图像,即 视频引伸计可以完成测量工作。

(5)断裂、高速冲击力学测量

视频引伸计与高速摄像机相结合,可用于研究断裂瞬间试样变形、高速冲击碰撞瞬间变形。 高精度视频引伸计的分析软件,可以对高速摄像机拍摄的非压缩 avi 格式的视频进行测量,可 以很容易得到实验过程中的应变和位移。

下图显示的数据来自于一个碳纤维布料在大约每秒      400%的变形速度下的测试实验。此实 验利用 25000 帧/秒的高速摄像机采集图像。

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图 10 与高速摄像机结合                                                测量变形

说明:目前,测量瞬态力学是一个难题。因为需要超高的采集频率,普通的采集设备很难达到 这么高的采集频率。视频引伸计为您提供了一种新的测量方法。

 (6)混凝土材料

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 图 11  混凝土墙的压力加载试验

 说明:上图中红色框即为被测点,同时测量 6 个点,可以测量每个点的水平和垂直方向的位移。 利用任意两个被测点即可测量应变。

(7)微观力学测试 高精度视频引伸计与显微镜、扫描电子显微镜、扫描探针显微镜相结合,可以实现纳米测量。 通过采集这类显微镜下的图像,结合视频分析软件,可以对这些微观图像进行测量分析。从而 达到测量变形的目的。


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