三维光学全场应变测量 - GOM ARAMIS
2014-03-06 21:47阅读：
三维光学全场应变测量
在物理力学性能测试中，使用ARAMIS系统，有助于您深入了解材料和零件的力学行为和性能，特别适合于测量瞬时和局部应变。
ARAMIS系统采用非接触测量方式，适合于各种材料的静态和动态试验，获取完整的力学性能参数，其中包括：
• 三维型面坐标
• 三维位移和变形速度
• 表面应变
• 应变率
区别于传统的应变测量，ARAMIS提供了全新的DIC数字散板全场应变测量方法，测量范围覆盖从几毫米的试样到数十米的大型零件。无需对试样进行复杂和费时的制备，测量过程方便快速。同时对试样的几何形状以及测量环境（温度）没有限制。
ARAMIS为材料测试提供新的解决方案…
• 测定材料特性
• 零件强度分析
• 验证有限元分析
&bul
l; 实时监控试验设备
ARAMIS技术特点
• 非接触测量
• 适合于各种材料
• 不受试样的几何形状限制
• 二维和三维测量
• 便携、灵活
• 全场测量
• 高精度
• 满足高温测试
• 高速测试
• 试样制备简单
• 方便地与各种测试设备集成
• 测量范围从小尺寸试样到大型零件
•
应变范围从微应变到大应变
通过测量可以对产品特性有更好地了解
产品开发过程中，需要确定零件的尺寸、材料的特性、以及对有限元计算模型的验证。
通过ARAMIS的测试数据可以更好地并全面地了解材料和零件的各种力学性能参数和动态变形行为。
材料测试
通过ARAMIS的全场应变结果，显著提高了测定材料特性的精度，使常规的力学性能测试更有效更可靠，例如测定板材的流变屈服曲线和成形极限曲线。由于ARAMIS具有非接触测量和获得全场高分辨率的局部应变等优势，可以很好的满足一些特殊要求的材料测试，包括：
• 高温测试
• 高速测试
• 尺寸非常小的试样
目前，ARAMIS全场应变测试系统已在全球范围内应用于材料的力学性能测试，是得到广泛认可的测量解决方案：
•
应变-应力曲线
• R值
• 泊松比
• 杨氏模量
• 成形极限曲线
FLC
• 残余应力分析
• 剪切模量
三维实时测量
ARAMIS可对试样表面多个测量位置进行实时测量，测量数据实时传递给试验设备、数据采集系统或数据处理软件（如LabView，DIAdem,
MSExcel等），利用实时获得的信息，对试验过程进行在线控制：
• 实时控制试验设备
• 长周期的寿命失效测试
• 震动分析
• 三维视频引伸计
零件测试和分析
ARAMIS可满足零件性能测试中的各种复杂挑战：
• 不受材料、尺寸和几何形状的限制
• 可在产品的实际工作条件下进行测量
借助ARAMIS系统可以获得实际零件的几何形状信息，克服了传统测试工具，如应变片、位移传感器（LVDT）、振动计的测试局限。
由于三维零件具有明显的非线性变形行为，因此获得零件表面三维全场的测量结果是至关重要的。
在ARAMIS系统的软件中，可以非常方便地将实际测试获得的三维结果与产品的三维
CAD模型进行坐标对齐，并进行对比分析，得到整个零件变形的可视化结果。
无论是静态或是动态测试，无论是小尺寸零件还是大型零件，抑或是在高速状态下，ARAMIS都能很好的获得完整地测试结果，以便做以下分析：
• 强度分析
• 振动分析
• 耐久性分析
• 碰撞试验
有限元分析
在新产品设计和制造过程中，越来越多地应用有限元分析软件来进行模拟分析，对产品性能和制造工艺进行优化和改进。材料的性能参数和零件的变形行为则对仿真软件的计算精度和可靠性具有重要的影响。
ARAMIS系统可以直接读取各种有限元结果（ANSYS、ABAQUS、Autoform、PAM-Crush），通过对比分析实际测试结果和理论数据，达到验证和优化对有限元计算精度的目的。
ARAMIS技术优势
非接触式的三维表面、位移和应变测量
ARAMIS的独特之处在于它能够获得全场的三维型面、位移和应变结果，而传统的测量方法则需要大量的测量工具（应变片，LVDT，引伸计，…）
局部应变和整体平均应变
ARAMIS可以获得试样表面全场的应变分布结果，而这些数据相当于在试样上放置成百上千个应变片、位移传感器或引伸计所得到的结果。全场应变测量可以同时获得局部应变和整体平均应变，便于更好地了解材料和零件的力学行为。
高效
ARAMIS设备安装和试验准备过程简便，可以快速获得测试结果。
测试应变范围大
ARAMIS是唯一可以测量从微应变到数百个应变的产品（如：聚合物试样，应变可达1000%）
满足不同的测试需求
ARAMIS具有多种工作模式
，满足各种测试速率、分辨率和测试范围的要求
控制器
ARAMIS系统集成测量控制器，适合在不同的测试条件下工作。
通过测量控制器，可以实现将采集图像与测试过程进行同步，记录外部的力值或位移信号，以及与测试设备的通讯。
测量控制器为GOM公司自行开发和制造，可自动和安全的集成在各种材料和零件的测试过程中。
测量靠性
ARAMIS测量头采用经过广泛认证的立体相机测量技术，确保测量过程的稳定性：
•
补偿环境因素对于测量精度的影响（如：室温、振动）
• 自动监控测量头测量精度
• 识别并补偿机刚性位移
ARAMIS技术参数
配置
4M
5M
HS
高速
采集速率
168Hz up to
1334Hz
15Hz up to 29Hz
500Hz up to 4000Hz
5kHz up to 1MHz
相机分辨率
2358 x 1728 px
2448 x 2050
px 1280 x
1024 px
up to 1024 x 1024 px
测量范围
mm² ~ >
m²
应变测量范围
0.005 % up
to 2000%
应变测量精度
~0.01 %
相机安装架
可调节/固定
可调节/固定
可调节/固定
可调节
安装无需工具
•
•
•
-
集成内置数据线
•
•
•
-
激光导航
1 或 3
1
或 3
1 或 3
-
照明光源
内嵌
内嵌
外接
外接
高性能图形工作站
•
•
•
•
笔记本电脑
-
•
-
•
控制器
传感器控制器
传感器控制器
传感器控制器
可选
测量头外形尺寸（高x深）
220 x 125 mm
80 x 150 mm
220 x 185 mm
重量
6.5 kg
5 kg
6 kg
工作温度
5 –
40°
5 – 40°
5 – 40°
5 –
40°
湿度
无冷凝
无冷凝
无冷凝
无冷凝
电源
90-230V AC
90-230V AC
90-230V AC 90-230V
AC
控制器技术参数
模拟信号输入
通道
8
数字分辨率
16 位
电压范围
-10 V to +10 V
采样频率
~100 kHz
模拟信号输出
通道
4
数字分辨率
12位
电压范围
0 V to +10 V
采样频率
~500 Hz
触发器
前/直接/后
基于列表的触发器
时间点，模拟值，外部信号
电源供给
相机，光源，激光定位器
通讯/数据传输
千兆位以太网(TCP/IP)
外形尺寸
445 x 44 x 370 mm³
重量
2.8 kg
工作温度
5 – 40°
湿度
无冷凝
电源
90-230V AC
