1实验背景
VDI2626标准科普:VDI2626是德国工程师协会发布的《基于数字图像相关技术DIC的应变测量》标准,为工程材料应变测试提供了规范。标准搭建等强度梁验证体系,通过砝码加载生成理论应变场,并结合高精度应变片与DIC全场应变交叉验证。
2实验原理
钢制梁的轴向梁体任意位置应变分布均匀,单点理论应变值由梁的弹性力学公式计算:
3实验设备
2)千眼狼Revealer DIC三维应变测量系统:分辨率4096×3000,帧率30.5fps。
3)砝码与加载装置: 标准重量砝码,对等强度梁的稳定、逐级加载,用于产生已知的理论应变。
4)应变片:4枚高精度应变片贴于表面关键位置,其中3枚用于获取单点轴向应变数据,1枚用于获取单点横向应变数据,与等强度梁理论计算结果对比验证。
4实验过程与数据
2) 将等强度梁稳定在加载装置上,轴向安装3片应变片,横向安装1片应变片,并连接测量仪器。
3)开启千眼狼Revealer DIC三维应变测量系统,采集24张不同位置和不同角度的标定板素材,避免拍摄的标定板素材虚焦、过曝。
4)采用喷涂方法制作60%密度二值散斑。
5)无载荷状态下采集5帧基底图像,逐级加载0.5kg砝码,分4级,依据弹性力学公式计算理论应变值,与应变片测量结果对比。
6)每级加载稳定后采集5帧图像,选择中心部分计算区域,并确保子区内有3~5个散斑。任取一点计算Exx方向、Exy方向、Eyy方向的应变值,与应变片测量结果对比。
7)以应变片测量结果为基准,验证DIC测量系统在单点测量精度上是否达到传统应变片的技术指标。
数据结果分析:
表1左为依据弹性力学公式计算的理论数据,右为应变片实测数据,和理论值一致。
表1
应变片测量结果显示,实测数据和理论值一致,表明应变片能够真实地测量应变,为后续的DIC测量精度验证提供参考基准。
图3为DIC测量系统测量的某选取点Exx,Eyy,Exy方向的主应变,与计算理论应变误差。测量结果显示,均值误差为3με,最大误差为8με。
图3
5实验结论
2)可靠性验证:通过与弹性力学模型计算理论值、传统应变片测量结果交叉对比,DIC测量技术在等强度梁实验中单点主应变测量中,测量结果表现出良好的一致性。
3)应用前景:依据VDI2626标准进行精度验证的千眼狼Revealer DIC测量系统可满足大多数工程材料应变测量需求。