采用数字图像想法技术(DIC产品)测量高速冲击应力应变参数,采用霍普金森杆(不锈钢、尺寸:Ф4X10mm)拉伸、压缩过程中的位移场、应变场。
霍普金森杆冲击测试
DIC产品(数字图像相关法技术)用于高速冲击测试:霍普金森杆装置主要用于材料动态力学性能的测试,应变率范围102-104s-1。基本原理如下图所示,当枪膛中的打击杆(子弹)以一定的速度弹入输入杆时,在输入杆中产生一个入射脉冲,应力波通过弹性输入杆到达试件,试件在应力脉冲作用下产生高速变形,应力波通过试件同时产生反射脉冲进入弹性输入杆和投射脉冲进入输出杆。利用测速器可以获得子弹的打击速度,利用粘贴在弹性杆上的应变片,记录下的应变脉冲计算材料的动态应力、应变参数。

图:原理图
DIC产品(数字图像相关法技术)用于高速冲击测试:霍普金森杆实验又分为拉伸和压缩实验,压缩实验试件易飞出,需要有保护玻璃,需要定制相关横梁。此实验为拉伸实验,采用新拓三维XTDIC-STROBE高速应变测量系统进行数据采集;试件不飞出,可不需要保护玻璃及横梁。
高速冲击测试检测方案
DIC产品(数字图像相关法技术)用于高速冲击测试:采用新拓三维XTDIC-STROBE高速应变测量系统两个高速相机(百万像素、16000帧),实验时分辨率调为768X96、采集频率100000帧,镜头选24-70mm。冲击时,两个高速相机同步捕捉试件变形的序列二维图片,通过立体匹配、三维重建,获取试件表面变形过程中的位移场和应变场。

图:实验现场
DIC产品高速冲击检测流程
1.试件制备,将试件放置在合适位置,调节DIC产品相机、镜头相关参数。
2.满幅面下(1280X800),128x96标定板进行标定,偏差0.02。
3.分辨率改为768X96,进行实验。
4.实验完成后,采用后触发采集数据。
5.对数据进行计算。

图:调节焦距

图:DIC产品相机标定
DIC分析软件进行数据分析
数据要求:
1、采用新拓三维DIC产品分析软件,左、中、右选三个点,绘制真实、工程主应变、次应变曲线,并计算应变率。
2、DIC产品分析软件沿一条直线上的主应变、次应变曲线。
3、DIC产品分析软件输出剪切应变云图。
4、DIC产品分析软件输出位移、应变云图。
5、DIC产品软件分析数据,最大应变能达到60%左右,最大应变率能达到1800s-1左右,针对具体实验施加的不同气压,有时一次能拉断,有时几次能拉断,有时拉不断。

图:DIC产品软件输出应变场

图:DIC产品软件输出位移场

图:DIC产品软件输出轴向截线上应变分布