为什么飞机、汽车、铁路、桥梁等关键承载工程构件，会随着服役时间的流逝而产生变形、裂纹甚至断裂？看似坚不可摧的材料，产生“疲劳裂纹”到底是什么原因导致？

　　工程材料和构件疲劳断裂，是由低于拉伸强度甚至屈服强度的循环应力导致的。即使构件的应力没有超过设计强度，疲劳导致的微小裂纹，也会让构件产生灾难性失效。塑性材料在疲劳断裂时无显著应变，这种难以预测的特性使得疲劳断裂十分危险，疲劳性能测试对于新材料开发和构件强度设计至关重要。

　　新拓三维XTDIC三维全场应变测量系统，基于数字图像相关技术（DIC），是一种新型全场形变表征技术，由于其不受材料形状、尺寸限制以及非接触测试的特点，在各种涉及应变测量的领域中展现出巨大的优势，是一种疲劳裂纹全局动态测量及可视化方法。

　　疲劳实验可利用疲劳试验机，测定材料或构件疲劳应力或应变循环数，获取材料的疲劳极限、疲劳强度等性能参数。

　　然而，当遇到疲劳裂纹的萌生与扩展演化、异质材料的疲劳实验、复杂结构构件的疲劳实验，以及复杂环境下的疲劳实验，非接触式全场测试方案拥有比传统手段无法比拟的优势。

　　新拓三维XTDIC三维全场应变测量系统，搭配多相机（2~8相机），可与疲劳试验机联机使用，为不同的疲劳测试提供全场应变测试解决方案。经过实验可以获得在循环应力载荷作用下，构件不同位置在不同载荷下的三维全场变形分布情况。

　　对于疲劳实验，加载方式通常为正弦波和三角波等波形加载，实验频率通常在几到几十赫兹不等。由于疲劳实验的特性，采集过程长，数据采集量大，为数据存储带来压力。基于疲劳测试的应用场景需求，XTDIC三维全场应变测量系统基于相移方法，可采集高周疲劳实验关键波形相位。

　　XTDIC三维全场应变测量系统相移方法，通过对加载波形进行识别，可以在特定的波形相位（例如波峰）处自动触发图像采集，对特定疲劳加载条件进行应变分析，无须配置高速相机，数据量较小，适用于长时间的高周疲劳实验。

　　为研究复合材料工程构件服役过程中的应变演化行为，使用三维DIC方法对构件进行模拟测量，以高分辨率和高精度对试样在循环加载状态下进行实时测量，获取动载荷过程的位移、应变场数据。

　　数字图像相关DIC技术结合疲劳试验机上，观测疲劳加载过程中的应变云图，分析疲劳失效过程和机理，获取构件的疲劳极限、疲劳强度等性能参数。

　　DIC软件可优化外部触发锁相环功能，捕捉疲劳加载波峰、波谷，可自定义一个或多个相位多周期还原一个疲劳循环，支持长时间疲劳监测，实现全场疲劳加载测量。

　　XTDIC三维全场应变系统可用于疲劳裂纹扩展试验中，通过DIC软件分析构件动态变形过程，研究裂纹演化及裂纹尖端区域位移和应变场的变化规律。

　　在棒料载荷循环加载过程中，XTDIC三维全场应变测量系统实时获取棒料的全场应变和位移数据，准确测得应变最大区域，观察应力集中处的应变变化，以便于观察棒料的疲劳演化。

　　循环加载过程中，构件塑性区向棒料中心扩展，位于弹塑界处的最大轴向应力也相应地不断向中心移动。随着塑性变形能扩展到棒料中心，即出现沿缺口截面屈服并出现裂纹。

　　非接触式数字图像相关法DIC技术对于裂缝的出现位置，构件表面点位移的识别非常准确；采用数字图像的应变参数进行疲劳监测具有可行性。作为一种全新的全场应变表征技术，数字图像相关法技术DIC在多种疲劳实验中展现出巨大的优势，在科研领域与工程应用领域已经受到了众多科研工作者、工程师的认可。返回搜狐，查看更多