dic三维全场应变测量技术用于钙质砂剪切位移测量

妮子201812

实验背景：通过对钙质砂的结构研究，为特殊地区的工程建设提供理论指导。

实验对象：钙质砂。钙质砂通常指富含碳酸钙或其他难溶碳酸盐类物质的特殊介质，是海洋沉积物的一种。

实验目的: 采用新拓三维dic三维全场应变测量技术，基于数字图像相关方法（DIC），分析钙质砂在不同环境下的剪切位移情况。




DIC设备：DIC三维全场应变测量系统，搭配500像素工业相机，蓝光光源，三脚架，云台，相机专用横梁，DIC系统控制箱，400*300标定板，高性能计算机。


DIC三维全场应变测量系统用于钙质砂表面形貌、位移以及应变的测量和分析，可得到三维应变场以及位移场数据，测量结果直观显示。

DIC三维全场应变测量该系统采用高精度摄像机，实时采集钙质砂剪切加载变形阶段的散斑图像，利用数字图像相关算法实现钙质砂表面变形点的匹配，并通过比较每一变形状态测量区域内各点的坐标的变化获取位移场，进一步计算得到质砂剪切加载应变场。

新拓三维DIC散斑系统集成了动态变形系统与轨迹姿态分析系统，在散斑计算的同时对于物体表面特殊点的位移变化和轨迹姿态进一步分析计算。

DIC实验前准备

DIC三维全场应变测量系统的架设、连线

钙质砂剪切实验机、砂石准备


DIC测量实验步骤

根据测量幅面，调节DIC设备相机的间距和测量距离；

调节DIC设备相机镜头的焦距和光圈，保证图像的清晰度和亮度；

根据“八步标定法”，完成DIC三维全场应变测量系统标定；

钙质砂剪切DIC测量实验现场如图所示，由于观察窗口太低及玻璃底面反光，所以将光源取下来放到DIC设备下，调节光源角度，避开反光。


DIC三维全场应变测量系统内外参标定完成后，先给剪切试验机中放入少量砂石，计算一组静态实验，分析砂石原色在玻璃平面下的图案能否用DIC系统计算出来。确定砂石不需要着色处理就可以计算分析，开始正式DIC实验。

实验过程：在不同剪切应力、不同砂石颗粒度、不同法相加载方式环境下实验。

DIC实验结果

多次循环剪切砂石剪切带，DIC设备相机采集，然后使用DIC软件进行位移图分析。

钙质砂表面受剪变形过程中，全场位移分布情况如下图所示。DIC技术通过图像匹配算法，可以精确地计算出物体表面的位移向量。位移场的分析可以帮助研究者了解钙质砂受剪变形行为，包括位移的大小、方向以及分布特征。

另外，应变场可描述钙质砂剪切局部变形，它是位移梯度的度量。DIC软件基于位移场数据，进一步计算出应变场，包括正应变、剪应变等。应变场分析对于理解材料的变形机制、预测裂纹扩展路径、评估材料的疲劳寿命等具有重要意义。


DIC三维全场应变测量系统可用于分析材料在不同加载条件下的变形和破坏过程，钙质砂剪切应变测量分析，为工程设计和科学研究提供重要数据。在实验场景中，新拓三维DIC三维全场应变测量系统测试精度与应变片数采精度相差可达到20微应变以内，显示了DIC技术较高的测量精度。