變形應變圖像相關光學全場測量技術

科研院365体育直播   發表於 2017-03-17


變形位移應變和應力測量在材料與結構性能分析、零部件的可靠性與產品質量檢驗中具有非常重用的作用。基於應變計的電測法一直是變形測量的主要方式,雖然電阻應變計可以按照各種測量要求製成特種不同形式 ,採用多點布片的形式可以完成二維乃至三維應力變形測量 ,但是它的侷限性是顯而易見的,最重要的一點是其自身的尺寸因素造成所測得的變形是一定面積上的平均量 ,其次應變計測量在空間上表現爲非連續性 ,第三是這種與被測式樣接觸的測量方法在有些要求非接觸的場合中不適用。

數字圖像相關光學全場測量方法具有光路簡單、對測量環境要求低,可用激光、普通自然白光或普通照明光源,對測量範圍可以任意制定等特點,如果與高倍顯微成像系統連用 ,還可以進行微觀乃至納米尺度的變形測量 ,測量精度適中 ,抗干擾性能好,最適宜用於現場測量。

該技術是是基於三維機器視覺的原理,採用兩個相機組成的雙目三維視覺傳感器,在待測物體加載變形狀態下 ,攝取兩幅以上的數字圖像 ,採取數字圖像相關算法求出在雙目視場範圍內物體表面上各點三維微觀變形  。這種非接觸三維全場測量方法可以克服常規測量方法的諸多缺點,它既可以用靜態加載的方式 ,也可以用動態加載的方式測量處在特殊環境下(如真空、高溫等)的結構變形、材料力學性能;還可以測出從彈性、塑性和到斷裂整個過程的三維全場變形狀態。