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DIC技术,三维应变测量系统,材料力学大会

聚焦材料科技 “前沿必争”领域——新拓三维展示DIC技术在新材料前沿研究的应用

发布日期:2025-07-08

材料的自主可控是国家战略安全的基石。“中国材料大会”是中国材料研究学会的学术年会,是中国新材料界学术水平最高、涉及领域最广、前沿动态最新的超万人学术大会,已成为连接基础研究与产业应用、突破卡脖子关键核心技术、抢先布局战略必争前沿的桥梁。

“中国材料大会”2025现场图

“中国材料大会2025”于7月6-8日在福建省厦门国际会展中心举行,并同期举办“中国材料大会2025暨新材料科研仪器与设备展CIAMITE”,现场全方位展示材料分析仪器、实验室设备、检测服务等全链条解决方案!吸引了20000 +来自世界各地科研院所、高等院校、重点实验室、企事业单位的专业观众,规模大、专业性水平最高,被业界人士誉为“中国材料研究领域第一展”。

DIC测量技术因其高精度、全场测量、非接触等优势广泛应用于材料力学实验中。新拓三维在本次展会中展出的XTDIC系列三维全场应变测量系统,适用于各类材料力学实验,包括拉伸实验、压缩实验、弯曲实验等,支持静态、准静态、动态应变、振动以及高速变形测量,高低温等特殊环境下的测试,支持硬同步触发、软同步触发及外部信号触发,支持各类试验机连接模块,适应不同实验需求。

新拓三维携XTDIC三维全场应变测量系统亮相中国材料大会2025

新拓三维专注于三维光学测量技术,致力于图像算法软件的研发,坚持软、硬件以及算法自主研发,拥有完全自主知识产权,XTDIC系列三维应变测量与分析系统采用双目相机与数字图像相关法,能够实现物体三维形貌与应变的快速、简便、高效测量,突破传统测量方法的局限,支持高速测量、振动测量、疲劳裂纹分析和立体显微测量等功能。

以下是DIC技术在材料力学性能研究领域中的部分案例:

一、镍基材料拉伸测试

镍基合金是超合金中应用最广、强度最高的材料,适合在航空发动机和燃气轮机的恶劣环境(如高温、复杂应力和氧化)中工作。拉伸测试数据可用于材料规范、研究与开发、质量保证以及结构设计和分析。

DIC技术在镍基材料拉伸测试中,可获得的结果数据有:

  • 全场应变分布
  • 应力应变曲线
  • 杨氏模量
  • 泊松比
  • 材料变形行为等

数字图像相关DIC技术用于镍基材料拉伸测试

数字图像相关DIC技术用于镍基材料拉伸测试

二、3D打印材料压缩测试

树脂材料3D打印因其能够生产具有复杂细节和光滑表面的部件而受到赞誉。DIC技术可分析树脂材料结构件的抗压强度、抗弯强度、层间劈裂强度等力学性能,准确的全场应变测量对于评估材料和结构设计起着重要作用。

三维全场应变测量系统用于3D打印材料压缩测试

三维全场应变测量系统用于3D打印材料压缩测试

力-应变曲线

三、金属材料裂纹尖端扩展分析

裂纹尖端张开位移(CTOD),作为材料的断裂韧度测试评判标准,已被广泛应用于材料与结构工程领域中。

DIC技术可对裂纹张开位移(CTOD)的提取,通过位移不连续性或应变集中区域识别裂纹路径,沿裂纹路径法线方向,提取两侧位移差,在裂纹尖端后方(如1mm)处取平均值作为CTOD值。

三维全场应变测量系统用于金属材料裂纹尖端扩展分析

三维全场应变测量系统用于金属材料裂纹尖端扩展分析

裂尖位置分析

三维全场应变测量系统用于金属材料裂纹尖端扩展分析

裂纹最大主应变

四、温度场与应变场耦合分析

高分子材料对随着温度升高会出现玻璃化,变脆,容易导致材料失效。因此,在材料变形过程中,同步监测其温度变化和变形,具有重要的科研与工程价值。

DIC技术结合红外相机,通过立体标定建立参数关系,实现坐标一一对应关系,可实现全场应变数据(力学性能)与全场温度数据(热性能)的同步分析。

数字图像相关DIC技术与红外相机结合用于温度场与应变场耦合分析

数字图像相关DIC技术与红外相机结合用于温度场与应变场耦合分析

合金片温度场与应变场耦合测量

五、霍普金森杆冲击测试

研究材料的冲击动态性能,常用的有落锤冲击试验、泰勒冲击试验、分离式霍普金森压杆试验(Split Hopkinson pressure bar,简称SHPB)。使用SHPB技术对材料的动态性能进行研究,结合新拓三维XTDIC-SPARK三维高速测量系统,可获取瞬态冲击变形图像,分析材料不同应变率的应力-应变曲线和应变率-时间曲线。

高速DIC测量系统用于霍普金森杆冲击测试

应变场分布

高速DIC测量系统用于霍普金森杆冲击测试

位移场分布

高速DIC测量系统用于霍普金森杆冲击测试

轴向截线上应变分布

六、微小尺寸薄膜材料拉伸测试

小尺寸试样-标距段在10mm甚至1mm以内的试样。对试样进行屈服强度、抗拉强度、延伸率等力学性能测试,XTDIC-MICRO三维显微应变测量系统,搭配微小尺寸试样夹具和载荷装置的适配,并可测试小尺寸材料在载荷过程中的位移场和应变场。

显微dic系统用于微小尺寸薄膜材料拉伸测试

显微dic系统用于微小尺寸薄膜材料拉伸测试

三点弯曲:XYZ方向合位移位数据

显微dic系统用于微小尺寸薄膜材料拉伸测试

分层劈裂:0号点和1号点应力应变曲线

显微dic系统用于微小尺寸薄膜材料拉伸测试

显微dic系统用于微小尺寸薄膜材料拉伸测试

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