单目三维DIC视频引伸计在金属材料拉伸测试中的应用

金属材料在工程上具有很高的应用价值，具有较好的强度、弹性、塑性和韧性。其不同的冶金或扎制锻造工艺对其力学性能都将会带来一定的影响。拉伸试验是金属材料力学性能分析常用的试验方法，利用拉伸试验得到的数据可以确定材料的伸长率、弹性模量、比例极限、抗拉强度、屈服强度和其它拉伸性能指标。接触引伸计是材料拉伸实验中常见的变形检测传感器，其优点是成本低、精度高、使用方便，但是接触引伸计很难在特殊金属材料（如薄板、脆断、线材、大变形、小尺寸）的拉伸测试中应用。海塞姆科技单目三维DIC视频引伸计，可广泛的应用于各种金属材料的拉伸测试。对于数据通讯，海塞姆科技与试验机厂家合作联合开发了UDP通讯协议，海塞姆视频引伸计的测量数据可直接通过数字信号被试验机调用，实现高效的数据通讯和同步，同时满足高频疲劳和应变速率控制等测试需求。一、金属薄板拉伸试验近年来，普遍采用塑性应变比r和形变强化指数n这两个参数来标志薄板冲压成型性能。由于金属薄板刚性差，接触引伸计的自重将使试样产生明显的形变，另外接触引伸计不易卡紧,导致其应用于极薄板还存在不少问题。以下案例是海塞姆科技按照GB/T 228.1-2010金属材料室温拉伸试验方法，对0.17mm厚金属薄板进行拉伸测试，得到r值/n值、规定塑性延伸强度(Rp0.2)、弹性模量、屈服强度、断裂延伸率等数据。二、螺纹钢拉伸试验使用接触引伸计对螺纹钢进行拉伸试验时，由于螺纹钢断裂时发生脆断，会对夹持的引伸计造成损坏，需要在拉伸断裂前取下引伸计，因此不能进行全过程的变形测量。同时由于螺纹钢表面有肋的存在，这导致接触式引伸计的刀口与螺纹钢接触部位的固定效果不好，拉伸过程中造成打滑，影响最终检测结果。海塞姆视频引伸计可以全程跟踪试样拉伸过程，非接触测量解决了接触式引伸计接触打滑的问题，避免脆断对引伸计的损伤，也同样适合铸铁及钢绞线等易损伤接触引伸计的拉伸试验。三、金属丝拉伸试验由于线材刚度差、接触面小易打滑，因此无法使用常规的接触式引伸计进行拉伸变形测量，海塞姆科技提供的标准化DIC非接触式视频引伸计可以有效地解决这一行业痛点问题。通过在线材标距处粘贴标识点，海塞姆视频引伸计可以实时计算标识点位移，进而测量标距变形量并同步传输给试验机软件。四、铝合金材料拉伸试验随着航空航天铝材的使用越来越多，其力学性能测量的要求也越来越高，尤其是航空航天铝材的延伸率较大，以下案例中的铝合金材料延伸率高达75%。而传统接触式引伸计量程有限，仅能测量到25%，因此无法测量到失效段，进而无法实现全过程的数据分析。海塞姆科技的视频引伸计量程为1000%，可以实现大变形金属材料拉伸全过程的力学性能测量。五、小尺寸试样拉伸拉伸试验小尺寸试样，一般指的是标距长度在10mm甚至1mm以内的试样，目前市场上常见的接触式引伸计很少可以适配小尺寸试样。海塞姆科技视频引伸计采用标识点识别，测量标距范围从1mm-150mm。同时可以和拉伸试验机实时通讯，从而获得屈服强度、抗拉强度、断后伸长率等材料性能数据。六、高周疲劳测试试验常见的DIC系统要在一个疲劳周期需采集10张以上图片，对于数以万次的疲劳测试，不仅要占用上百G的硬盘存储空间，而且会产生数据延迟、系统宕机等问题。针对此问题，海塞姆科技开发了跨周期采集的疲劳模块。如下图所示，该模块可以将接收到的疲劳加载N个小周期拟合成1个大周期，触发海塞姆视频引伸计系统跨周期拍照采集。即可以实现全程跟踪计算，同时又减少了数据采集量。