北京全场非接触式应变测量系统

技术特点与优势非接触性：避免了传统接触式测量可能引入的误差和损伤，保持被测试物体的完整性和原始状态。高精度：能够在微小尺度下精确测量应变，提供准确的数据支持工程分析和决策。全场测量：能够同时测量物体表面的全场应变分布，有助于了解物体的变形情况。高效率：快速获取数据并进行实时监测，提高了生产效率和质量控制的能力。光学非接触应变测量技术广泛应用于航空航天、土木工程、机械制造、生物医学等领域。例如，在航空航天领域，它用于飞行器的结构健康监测；在土木工程领域，它用于监测大型建筑物和桥梁的结构健康；在机械制造领域，它用于评估机械部件的应力和应变状态；在生物医学领域，它用于研究生物组织的力学性能和变形行为。在材料科学领域，光学非接触应变测量技术可用于研究材料的力学性能和变形行为。北京全场非接触式应变测量系统

光学应变测量系统（DIC）普遍应用于航空航天领域，用于测量和验证不同工况下结构的形变和振动情况，以一种高精度、非接触式、可视化全场测量的方式，替代传统的引伸计和应变片测量方法。该系统能够方便地整合到例如环境测试箱、风洞、疲劳测试台等测试环境，提供飞机制作过程中的材料测试、零部件检测、整机检测等各阶段的位移、应变测量等数据。飞机在高速飞行时由于气体与蒙皮材料表面摩擦，使大量动能转变为热能并传递到蒙皮表面，所以蒙皮材料在不同攻角、风速、温度中都会受到一定的影响。云南VIC-3D数字图像相关技术应变与运动测量系统数字图像相关法：记录物体表面在受力或变形过程中的影像序列，通过分析位移或形变信息来计算物体的应变值。

   振弦式应变测量传感器的研究起源于20世纪30年代，其工作原理如下：钢弦在一定的张力作用下具有固定的自振频率，当张力发生变化时其自振频率也会随之发生改变。当结构产生应变时，安装在其上的振弦式传感器内的钢弦张力发生变化，导致其自振频率发生变化。通过测试钢弦振动频率的变化值，能够计算得出测点的应力变化值。振弦式应变测量传感器的特点是具有较强的抗干扰能力，在进行远距离输送时信号失真非常小，测量值不受导线电阻变化以及温度变化的影响，传感器结构相对简单、制作与安装的过程比较方便。

    对于复合材料的拉伸试验，可以使用试样一侧的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，为了更加准确地测量这些局部应变需要使用应变仪。 光纤布拉格光栅传感器是光学非接触应变测量的中心，通过测量光纤中的光频移确定应变大小。

   对钢材性能的应变测量主要是检查裂纹、孔、夹渣等，对焊缝主要是检查夹渣、气泡、咬边、烧穿、漏焊、未焊透及焊脚尺寸不够等，对铆钉或螺栓主要是检查漏焊、漏检、错位、烧穿、漏焊、未焊透及焊脚尺寸等。检验方法主要有外观检验、X射线、超声波、磁粉、渗透性等。超声波在金属材料测量中对频率要求高，功率不需要过大，因此测量灵敏度高，测试精度高。超声测量一般采用纵波测量和横波测量（主要用来测量焊缝）。用超声来检查钢结构时，要求测量点的平整度、光滑。激光干涉仪法：利用激光光束的干涉原理来测量物体表面的形变信息。通过测量光束的相位变化。湖南全场数字图像相关应变测量装置

对于微小的应变变化，光学非接触应变测量技术也能够进行准确测量。北京全场非接触式应变测量系统

随着矿井开采逐渐向深部发展，原岩应力与构造应力不断升高，对于围岩力学性质和地应力分布异常、岩巷的支护设计研究至关重要。研究团队借助研索仪器VIC-3D三维非接触全场应变测量系统，采用相似材料模拟方法，模拟原始应力状态下不同开挖过程和支护作用影响的深部围岩变形破坏特征，对模型表面应变、位移进行实时监测，研究深部岩巷围岩变形破坏过程，分析不同支护设计和开挖速度影响的围岩变形破坏规律，为探索深部岩巷岩爆的发生和破坏规律提供指导依据。北京全场非接触式应变测量系统