XTDIC-5M 三维全场应变测量分析系统应用案例

XTDIC-5M

三维全场应变测量分析系统应用案例

（1）碳纤维棒拉伸实验

实验背景

碳纤维材料碳纤维具有一般碳素材料的特性，如耐高温、耐摩擦、导电、导热及耐腐蚀等，但与一般碳素材料不同的是，其外形有显著的各向异性、柔软、可加工成各种织物，沿纤维轴方向表现出很高的强度，因此研究碳纤维棒的其径向的加载应变变化。

测试材料：碳纤维棒材

实验过程：实验分为两个阶段，碳纤维圆棒径向压缩实验，圆棒的直径为5mm、7mm和9mm三种长度为90mm、110mm和130mm三种，采用径向压缩为方式，先用所对应的铝制模具包覆起来，在将其放入合适的夹具中。再由压缩试验机压缩，观测铝材和圆棒的变化。

实验现场

应变云图

位移云图

（2）空间用薄膜拉伸实验

实验背景

空间可展开结构正向着大型化、轻量化和高精度的方向发展，薄膜可展开结构以其高收纳比、高刚度比、展开面积大、重量轻等优势而成为大型空间可展开结构的重要实现手段，因此，轻质薄膜在超大型空间结构设计中受到越来越多的关注，被认为是未来建造大型空间结构的主要技术途径。

测试材料：薄膜

实验过程：将薄膜裁剪成长约10cm，宽约4cm的长方形。在薄膜一侧的表面会进行一次电镀铝形成银白色，另一面仍为亮黄色。通过人为折压让薄膜表面形成一定角度的折痕，由专业的试验机，搭配定制夹具加持薄膜式样，人为控制拉伸试样，当力值达到50N时停止。XTDIC系统将对整个拉伸加载过程进行监测分析。

实验现场

应变云图

位移云图

（3）金属双向拉伸实验

测试材料：铝合金

采用双向拉伸试验机进行拉伸，拉伸速率2mm/min，载荷10吨；通过XTDIC系统（230万像素163帧）进行图片采集及局部、全场应变分析。

实验现场

应变云图

获取断裂前全场应变数据，将实际值与数值模拟值进行对比，可以看出有限元重现了各向异性对应变分布的影响，并准确预测了z大、z小主应变场，实测值与理论值保持一致。

有限元对比分析

（4）金属材料高温拉伸实验

测试材料：P91马氏体耐热钢

实验现场

应变云图

（5）金属材料拉伸

被测试样

实验现场

应变云图

（6）碳碳复合材料高温变形

通过通电加热的方式加热到600度，待稳定后进行拉伸实验，通过XTDIC系统进行应变监测分析

被测试样

实验现场

应变云图及应变曲线

（6）超声波点焊铜材拉伸实验

两块铜制板件通过点焊形成一体，可在式样表面清晰地看出一组焊点。借助XTDIC系统拍摄焊接区域在拉力实验机作用下的应变场和位移场。焊接区域产生“纽扣状”的变形

被测试样

实验现场

应变云图

位移云图

（7）碳纤维剪切实验，铝合金结构拉伸实验

被测试样（左碳纤维材料，右铝合金材料）

实验现场

碳纤维试件云图分析（左应变云图，右位移云图）

铝合金试件云图分析（左应变云图，右位移云图）

（7）X80金属管材焊缝力学性能分析

被测试样

软件分析

实验现场

（8）微观尺度材料力学变形分析

哑铃状某金属材质的拉伸试样，观测分析区域10mm*10mm，采用光学非接触的方式获取到试样在拉伸过程中位移场和应变场，并得到应力应变曲线

被测试样

实验现场

软件分析

（9）芯片热应变测量

芯片断面不同材质温度变化变形及应变测量；采用光学体式显微镜，结合双目立体视觉，实现三维全场变形；分析微观尺度热应变，与理论分析对比，验证材料可靠性；

被测试样

实验现场

图8软件分析

（10）复合材料拉伸变形分析

被测试件

实验现场

软件分析