在材料與結構測試中,應變測量一直是繞不開的環節。傳統電阻應變片雖然技術成熟、應用廣泛,但在面對復雜構型、非均勻載荷、多區域應變觀測等典型場景時,貼片繁瑣、布線困難、測點固定等問題常常制約測試效率與分析深度,成為工程師們的“心頭刺”。
為突破傳統方法的局限,海塞姆推出虛擬應變片功能,一種無需粘貼、測點靈活、支持后處理分析的新型應變提取方式,其測量結果與電阻應變片對比誤差不超過50με,目前已被越來越多科研團隊應用于關鍵測試任務中,逐步替代電阻應變片的部分功能。
一.什么是虛擬應變片?
虛擬應變片是一種通過圖像分析計算出局部應變的軟件功能,本質上源于對變形圖像的高精度處理。它并非物理傳感器,而是依托優化的數字圖像相關(DIC)算法,通過加載輸入和圖像采集,計算并還原試件表面任意位置的應變與位移數據,最終可導出任意測點的結果。它具備以下核心優勢:
? 測量更自由:無需貼片布線,任意定義測量區域;
? 分析更透徹:提供局部高密度的應變分布信息,輕松捕捉失效機理;
? 效率更顯著:簡化準備流程,降低人工干預與設備布設負擔,提升整體測試效率;
? 測試更還原:在結構靜態剛度測試中,傳感器和線纜會額外增加被測物的負載,采用虛擬應變片,無任何額外負載,更真實的還原被測物的自重剛度變形過程。
二.雙模式設計,匹配不同測試需求
? 實時模式:用戶可在加載過程中直接讀取預設區域的應變數據,實現邊加載、邊分析、邊反饋。適合疲勞測試、動態評估、應變速率控制等需要在線監控的場景。
? 后處理模式:測試完成后,用戶可靈活調整測點位置與范圍,支持關鍵區域多次對比、反復驗證,有效提升數據使用價值。適用于參數提取、CAE驗證、細節分析等數據驅動場景。
三.應用案例,從材料到結構的多尺度驗證
案例一:螺旋槳葉疲勞試驗
動態疲勞載荷下持續測量螺旋槳葉關鍵點的應變數值,替代電阻應變片完成疲勞壽命評估,采用視覺方式大大節省測試準備時間,提高測試過程的自動化和數值化程度。


案例二:水凝膠泊松比測試
面對柔性材料無法粘貼傳感器的難題,后處理模式可精準提取關鍵應變數據,規避貼附誤差,提升實驗重復性與真實性。

案例三:汽車前副車架局部應變評估
在結構復雜、空間受限無法貼應變片的前副車架上,實時監測焊縫與薄弱部位應變變化,輔助耐久性設計與局部強化判斷。

案例四:汽車前副車架位移測量
虛擬應變片同樣可用于三維位移的實時測量,前副車架振動測試中,14.7KN加載力值,虛擬應變片測得Z向位移為0.053mm,與千分表實測值0.05mm高度一致。
























