DIC实验报告范例.doc

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1、DIC技术在全场变形测量中的应用实验一、DIC技术的应用数字图像相关法(DigitalImageCorrelationMethod，简称DICM)，又称为数字散斑相关法(DigitalSpeckleCorrelationMethod，简称DSCM)，是应用于计算机视觉技术的一种图像测量方法。随着现代的工业技术、科学研究的飞速发展，在材料领域中，研究材料的位移和应变大小同时对材料的变形和力学性能具有重要的意义。而传统的接触式测量工具和传统的光学测量方法，由于其局限性已经不能再满足测量要求。数字图像相关法(DigitalImageCorr

2、elation)以其具备全场和局部变形测量、非接触测量、对场地要求不高、实现简单、应用范围广的优点，成为研究材料位移和应变的大小新方法。它将物体表面随机分布的斑点或伪随机分布的人工散斑场作为变形信息载体，是一种对材料或者结构表面在外载荷或其他因素作用下进行全场位移和应变分析的新的实验力学方法。目前DIC技术已经在电子封装、材料测试、断裂力学、航空航天、生物力学以及显微测量等众多领域得到应用，取得了瞩目的成就。二、实验目的本课采用教学实验及实践活动形式，让学生熟悉DIC（DigitalImageCorrelation，数字图像相关）技术

3、在全场变形测量中的作用及使用范围，了解利用DIC技术进行变形测量的典型流程及软硬件的使用方法，掌握利用DIC专用软件Vic-Snap,Vic-2D及Vic-3D的操作方法并通过软件计算获得需要的实验结果，对实验结果进行必要的后处理以获得更多的变形信息。加强和巩固对工程材料、材料力学、成形技术等课堂上所学的理论知识，拓展学生的科研思维，培养学生综合应用所学知识、分析和解决工程实际问题的能力。由于其适用性广，可测量并获得任意试样形状或零件的表面变形信息，为研究生的相关科研研究提供一种强大的技术支撑及实验手段。三、实验内容1.准备试样a)利

4、用线切割手段，按照GB/T228-2002标准切制试样，试件编号为1-1和1-2；b)利用香蕉水或三氯乙烷将试样表面清洗干净，清除试样表面的细小毛屑;c)进行试样标号，用千分尺及游标卡尺测量并记录试样初始几何参数，如宽度、厚度等；d)在试样需测试表面喷涂均匀的哑光白底漆，放置在阴凉通风处晾干，均匀喷洒哑光黑色散斑于哑光白底漆上，并晾干。所得散斑形貌如图1所示。图1.试样测试区域的散斑图1.搭建实验台a)将喷漆处理好的试样装夹在拉伸机的液压夹具上，确保试件竖直夹在夹具上，以免产生非轴向力。b)架设DIC设备，将工业摄像头装在三脚架，通过

5、数据线和数据采集卡将采集计算机与摄像头相连，使镜头视场正对试样。c)调节摄像头的光圈及焦距。打开图像采集软件Vic-Snap，对于二维DIC测试系统，仅需采用一个工业摄像头，调节摄像头的光圈及焦距直至Snap软件得到最佳的质量图像为止（Vic-Snap软件可对拍摄到的散斑图像的质量进行衡量）2.拉伸实验并拍摄记录实验过程设置好拉伸机的实验参数及DIC摄像头的采样频率，同时启动拉伸机和DIC设备进行实验，用DIC设备记录实验整个过程。四、试验数据处理1.DIC软件计算将记录的数字图像导入DIC专用软件进行计算，获得实验结果。其中，二维D

6、IC测试系统采用Vic-2D软件进行计算。计算完成后提取所需的数据进行分析。2.数据处理——基于二维DIC的金属薄板单向拉伸实验。（1）应力应变曲线从拉伸机中提取试件1-1和试件1-2的应力应变曲线。但提取的工程应变和工程应力的关系，但实际拉伸过程中试件的截面在不断变化，最后产生颈缩，工程应变不能真实的反应材料的强度等性能。由和计算出材料的真实应变。图2.试件1-1的工程应力应变曲线图3.试件1-1的真实应力应变曲线图4.试件1-2的工程应力应变曲线图5.试件1-2的真实应力应变曲线提取的试件材料的基本力学参数：抗拉强度、均匀延伸率及

7、断裂延伸率如下表所示。表1.材料的基本力学参数材料抗拉强度（MPa）均匀延伸率（%）断裂延伸率（%）QP1-11019.510.916.0QP1-21036.39.713.7（2）关键截面的应变分布图6.试件1-1关键截面的应变分布图7.试件1-2关键截面的应变分布从试件1-1和1-2的关键截面的应变分布可以看出，随着拉伸的进行，试件各位置的应变不断增大，试件发生颈缩以后，颈缩带处的应变急剧增大，而其余位置的应变基本不变，直至试件破裂。（3）颈缩点的应变历史图8.试件1-1颈缩点的应变路径以试件1-1为例，从其应变历史可以看出，颈缩点

8、的主应变不断增大，且随着时间的推移，达到颈缩状态的时候，应变速率急剧增大，与理论知识吻合。（4）变形过程云图图10.试件1-1的变形云图图11.试件1-2的变形云图五、试验感想在这次实验中，通过博士的详细的操作和讲解，我