应变场光学检测

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2025-09-30  

应变场光学检测是一种非接触式全场应变测量技术,基于光学干涉或数字图像相关原理,用于精确分析材料在载荷下的应变分布与变形行为。该技术适用于各种材料的力学性能评估,检测要点包括应变分辨率、测量精度、全场数据获取能力及环境适应性等关键参数。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

全场应变分布测量:通过光学系统采集试样表面变形图像,计算全场应变值,用于分析材料在均匀或非均匀载荷下的应变场特性,确保测量精度优于0.1%。

应变集中系数测定:识别材料缺陷或几何不连续处的局部应变峰值,量化应变集中程度,为结构疲劳寿命预测提供关键数据支持。

弹性模量计算:结合载荷数据与应变测量结果,推导材料弹性变形阶段的应力-应变关系,验证材料本构模型准确性。

泊松比评估:同步测量横向与纵向应变值,计算材料在单轴载荷下的横向变形系数,评估材料各向异性特性。

应变率相关性分析:在不同加载速率下进行应变场测量,研究材料应变率敏感性,适用于动态载荷条件下的性能表征。

疲劳应变演化监测:长期跟踪循环载荷下试样的应变场变化,识别裂纹萌生位置及扩展规律,评估材料疲劳性能。

热应变场检测:在温度场环境中测量材料热膨胀或相变引起的应变分布,分析热机械耦合效应。

动态应变场追踪:利用高速成像系统捕获瞬态载荷下的应变场演变过程,适用于冲击或振动工况分析。

残余应变场评估:测量加工或热处理后材料内部的残余应变分布,为应力腐蚀或变形控制提供依据。

应变均匀性检验:分析试样标距范围内的应变分布均匀度,验证拉伸或压缩试验的载荷对齐状态。

检测范围

金属合金材料:包括铝合金、钛合金等结构金属,需评估其在高载荷下的应变分布以优化航空航天部件设计。

纤维增强复合材料:如碳纤维环氧树脂层合板,检测层间应变以分析界面结合强度与损伤演化机制。

高分子聚合物材料:适用于塑料或橡胶制品,测量其大变形过程中的应变场以研究蠕变或松弛行为。

航空航天结构件:机翼蒙皮或发动机叶片等组件,需通过全场应变检测验证其在气动载荷下的安全性。

汽车底盘与车身部件:钣金件或焊接接头在碰撞或疲劳测试中的应变分布分析,用于轻量化设计验证。

建筑工程材料:混凝土梁或钢桁架在荷载试验下的应变场监测,评估结构承载能力与变形极限。

生物医学植入物:人工关节或骨板在模拟生理载荷下的应变测量,确保其生物力学兼容性。

电子封装材料:芯片封装结构在热循环中的应变场分析,预防因热失配导致的界面失效。

地质岩石样本:岩芯在压缩载荷下的应变分布研究,用于油气勘探或地质灾害评估。

纳米功能材料:薄膜或涂层在微尺度载荷下的应变检测,支持微电子器件可靠性研究。

检测标准

ASTM E1316-2021《无损检测标准术语》:定义了应变光学检测相关术语与符号体系,确保检测报告表述的规范性与一致性。

ISO 16808:2014《金属材料 薄板和带材 成形极限曲线的测定》:规定了基于光学应变测量系统测定板材成形极限的方法,适用于汽车冲压工艺验证。

GB/T 228.1-2021《金属材料 拉伸试验 第1部分:室温试验方法》:包含光学应变测量作为替代引伸计的方法,要求应变测量系统精度符合标准等级。

ASTM E837-2020《使用应变花测定残余应力的标准试验方法》:明确了通过光弹性或数字图像相关技术测量钻孔周围应变场以计算残余应力的程序。

ISO 12004-2:2021《金属材料 薄板和带材 成形极限曲线的测定 第2部分:实验室测量》:详细规定了使用光学应变测量系统获取板材成形极限曲线的试验条件与数据处理流程。

GB/T 30705-2014《无损检测 数字图像相关法测量应变技术条件》:规范了数字图像相关系统的校准、测量不确定度评定及全场应变数据分析要求。

检测仪器

数字图像相关系统:由高分辨率相机、散斑制备工具及分析软件组成,通过追踪试样表面散斑运动计算全场应变,分辨率可达0.01像素,适用于静态与动态应变测量。

电子散斑干涉仪:利用激光干涉原理测量物体表面微变形,灵敏度达纳米级,可用于振动模态分析或残余应力检测。

光弹性测量系统:基于应力双折射效应,通过偏振光场观察透明模型的条纹图案,直观显示应力集中区域,适用于复杂几何形状构件。

激光多普勒测振仪:通过检测激光频率变化获取表面振动速度,结合积分运算推导动态应变场,适用于高频振动工况分析。

高速摄像应变分析系统:配备万帧级高速相机与同步照明源,捕获瞬态变形过程,结合数字图像相关算法计算动态应变场。

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验,获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检(北京)检测技术研究院
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