随着我国社会经济和科学技术的快速发展,土木建设工程规模也在不断扩大,建筑的造型、功能以及技术逐渐多样化、复杂化、大型化,与之相关的设备、材料、技术也不断更新,对土木工程领域的测量分析难度更是不断提升。因此,提高该领域测量精度和简化测量操作流程是及待解决的问题。传统土木工程测试多使用应变片、位移传感器等方式,实验前的准备工作相当繁琐,也无法满足超高层、超大跨度、特大跨度桥梁、大型复杂结构等建筑测量需求。光学非接触应变测量系统借助机器视觉和数字图像相关技术让科研人员更便捷地观察测量混合结构在应力作用下的性能表现,光学非接触应变测量为土木工程领域中的测量实验注入新的发展动能。全场测量法是一种高精度、高分辨率的光学非接触应变测量方法,适用于复杂应变场测量。北京全场非接触式测量

拉力试验力值的应变测量是通过测力传感器、扩展器和数据处理系统来完成的。光学非接触应变测量从数据力学上看,在小变形的前提下,弹性元件的某一点应变霹雳与弹性元件的力成正比,也与弹性变形成正比。以S型试验机传感器为例,当传感器受到拉力P的影响时,由于弹性元件的应变与外力P的大小成正比,弹性元件的应变与外力P的大小成正比,应变片可以连接到测量电路,测量其输出电压,然后测量输出力的大小。变形测量是通过变形测量和安装来测量的,用于测量样品在实验过程中的变形。安装有两个夹头,通过一系列传记念头结构与安装在测量和安装顶部的光电编码器连接。江西VIC-Gauge 2D视频引伸计光学非接触应变测量主要依赖于光学测量技术,如数字全息术、激光测振仪、数字图像相关法(DIC)等。

光学非接触应变测量技术的广泛应用,正在重塑多个关键行业的研发模式。在航空航天领域,研索仪器的 isi-sys 激光无损检测系统采用 Shearography/ESPI 技术,可对复合材料结构进行非破坏性强度检测,精确识别内部缺陷,为飞行器安全提供保障;在汽车工程中,通过 VIC 系列系统对车身及零部件进行受力变形测试,帮助制造商优化设计,提升产品安全性与耐用性。在新能源领域,该技术可用于电池材料的力学性能测试,监测充放电过程中的微变形;而在高校与科研机构,从生物组织力学研究到新型材料开发,研索仪器的测量系统已成为基础研究的重要工具。这些应用场景共同印证了光学非接触测量技术在推动产业升级与科研创新中的关键价值。
光学非接触应变测量技术在复杂材料和结构的应变测量中可能面临以下挑战:材料特性:复杂材料和结构的非均匀性、各向异性等特性可能导致应变场的复杂性,增加了测量的难度。表面处理:复杂材料表面的光学特性和反射性可能会影响光学传感器的测量精度和稳定性。测量环境:测量环境的振动、温度变化等因素可能会影响光学传感器的性能和测量结果。为了克服这些挑战,可以采取以下措施提高测量的准确性和可靠性:适当的光学配置:选择合适的光学传感器和配置方案,以很大程度地适应复杂材料和结构的特性,如采用不同波长的激光或使用多个传感器组合测量等。光学非接触应变测量通过光栅投影原理,可以在一个方向上测量物体的应变情况。

对于复合材料的拉伸试验,可以使用试样一侧单应变测量来测量轴向应变。然而,通过在试样的相对两侧进行测量并计算它们的平均值,可以得到更一致和准确的结果。使用平均应变测量对于压缩测试至关重要,因为两次测量之间的差异用于检查试样是否过度弯曲。通常在拉伸和压缩测试中确定泊松比需要额外测量横向应变。剪切试验时需要确定剪切应变,剪切应变可以通过测量轴向和横向应变来计算。在V型缺口剪切试验中,应变分布不均匀且集中在试样的缺口之间,为了更加准确测量这些局部应变需要使用应变仪。光学应变测量技术在微观应变分析和材料研究中具有重要的应用价值。广东VIC-3D数字图像相关测量系统
光学非接触应变测量通过小型化设计实现便携式测量。北京全场非接触式测量
芯片研发制造过程链条漫长,很多重要工艺环节需进行精密检测以确保良率,降低生产成本。提高制造控制工艺,并通过不断研发迭代和测试,才能制造性能更优异的芯片,走向市场并逐渐应用到生活和工作的方方面面。由于芯片尺寸小,在温度循环下的应力,传统测试方法难以获取;高精度三维显微应变测量技术的发展,打破了原先在微观尺寸测量领域的限制,特别是在半导体材料、芯片结构变化细微的测量条件下,三维应变测量技术分析尤为重要。北京全场非接触式测量