虛擬應變片基于數字圖像相關(DIC)算法,并非實體傳感器。系統對加載前后的圖像進行高精度位移/應變計算,在試樣表面任意位置生成“虛擬測點”,可實時或后處理提取應變與位移結果。
復合材料因其高強度和輕質特性,在航空航天、汽車制造等領域得到廣泛應用。為了優化設計并確保材料的可靠性,工程師們通常依賴計算機輔助工程(CAE)模擬來預測復合材料在彎曲載荷下的力學行為。然而,CAE模擬結果的準確性需要通過實際測試數據來驗證。此次測試的目標是通過彎曲實驗驗證CAE模擬的準確性。
為了測量復合材料在屈曲過程中的應變分布,測試團隊選擇了海塞姆單目三維視頻引伸計。試驗中,復合材料試樣被安裝在壓縮試驗機上,并逐漸施加載荷,直至屈曲發生。海塞姆單目三維視頻引伸計利用單目相機對試樣表面進行連續拍攝,通過數字圖像相關(DIC)技術,對拍攝的圖像進行處理,計算出表面的三維應變分布。
為了準確測量氮化硅立柱復合材料在壓縮過程中的應變分布,測試團隊采用了海塞姆單目三維視頻引伸計進行實驗。首先,將氮化硅立柱復合材料試樣安裝在壓縮試驗機上。海塞姆單目三維視頻引伸計通過單個相機,對試樣在壓縮過程中的表面形變進行實時監測。
玻璃纖維材料的拉伸測試中,采用了海塞姆單目三維視頻引伸計。測試前,將試樣夾持在拉伸試驗機上,海塞姆單目三維視頻引伸計通過單目相機捕捉玻璃纖維試樣在拉伸過程中的表面形變。設備通過數字圖像相關(DIC)技術對采集到的圖像進行分析,實時計算出試樣的應變分布。
電抗器振動測試中,客戶需要精確測量電抗器在不同工作條件下的振動頻率和振幅,特別是關注其表面的應變分布。由于電抗器的體積較大,且測試環境復雜,傳統的接觸式傳感器可能無法提供全面、精確的數據,因此需要一種非接觸式、具備高動態響應能力的測量設備。
霍普金森沖擊測試在測試小尺寸試樣時,要求設備具備高精度、高速響應能力,以確保捕捉到試樣在極短時間內的應變變化。然而,傳統的應變測量設備在處理小試樣和高速動態測試時,通常需要復雜的多相機系統,這不僅增加了設備成本,還對實驗室空間和設備布置提出了更高的要求。
壁板彈丸試驗中,客戶需要精確測量壁板在彈丸沖擊下的瞬態變形和應變分布。由于沖擊瞬間產生的應變速率極高,測量設備不僅需要能夠實時捕捉高速動態過程,還需提供全場應變數據,以便全面分析壁板的變形行為。
?在螺旋槳槳葉的疲勞壽命驗證中,傳統應變片測試往往受限于曲面安裝困難、布線復雜以及長期振動導致的信號衰減等問題,難以實現全面、穩定的應變測量。為此,項目團隊采用了虛擬應變片模式(Virtual Strain Gauge, VSG),在不改變試驗布置的前提下,實現了對槳葉表面的多點同步應變監測與壽命評估。