光学非接触式测量系统

随着计算机图像处理技术的飞速发展，对材料和结构三维信息的提取在工业生产、汽车制造、土木建筑等领域中显得尤为重要。结合光、电、计算机等技术的优点，光学三维应变测量技术达到了非接触性、无破坏性、精度和分辨率高以及测量速度快的特点，在弹性塑性材料等特殊测量领域受到很大的关注。光学非接触应变测量研究和设计一个新产品或制造各种零部件时，掌握所使用材料的特性信息十分关键，这有助于更加可靠、有效地比较塑性材料的差异和优化成形过程。变形测量主要指的是物体的使用过程中由于应力等因素影响造成的形态变化。光学非接触式测量系统

外部变形是指变形体的外部形状及其空间位置的变化，如倾斜、裂缝、垂直和水平位移。因此，变形观测可分为垂直位移观测（通常称为沉降观测）、水平位移观测（常称为位移观测）、倾斜观测、裂缝观测、，以及风振观测（强风引起的变形观测）、阳光观测（阳光引起的不均匀加热引起的变形的观测）和基坑回弹观测（基坑开挖期间卸载土壤重量引起的坑底土壤隆起的观测）；内部变形是指变形体内部应力、温度、水位、渗流和渗透压力的变化。北京三维全场数字图像相关技术测量装置电气部分包括负荷测量系统和变形测量系统组成。

光学非接触应变测量的橡胶拉力试验机采用直流伺服电机及调速系统一体化结构驱动同步带减速机构，经减速后带动丝杠副进行加载。电气部分包括负荷测量系统和变形测量系统组成，所有的控制参数及测量结果均可以在大屏幕液晶上实时显示。并具有过载保护、位移测量等功能。适用于橡胶、复合膜、软质包装材料、胶粘剂、胶粘带、不干胶、橡胶、纸张等产品的拉伸、剥离、撕裂、热封、 粘合等性能测试；能够保存6次试验数据及结果，具有曲线显示，查询等必要的功能。

随着矿井开采逐渐向深部发展，原岩应力与构造应力不断升高，对于围岩力学性质和地应力分布异常、岩巷的支护设计研究至关重要。研究团队借助XTDIC三维全场应变测量系统，采用相似材料模拟方法，模拟原始应力状态下不同开挖过程和支护作用影响的深部围岩变形破坏特征，对模型表面应变、位移进行实时监测，研究深部岩巷围岩变形破坏过程，分析不同支护设计和开挖速度影响的围岩变形破坏规律，为探索深部岩巷岩爆的发生和破坏规律提供指导依据。传统的位移和应变测量方法往往采用引伸计与应变片等接触式方法进行。

采用数字散斑光学非接触应变测量方法，以钢筋混凝土框架结构为研究对象，采用相似材料结构模型试验的方法，可以获得强震作用下模型表面的三维全场位移和应变数据。作为一种应变测量工具，应变仪存在许多问题，如贴片过程繁琐、测量精度严重依赖于贴片质量，并且对环境温度敏感。此外，应变仪不能在整个现场进行测量，并且很难在关键位置捕捉变形的初始位置。当框架结构有较大范围的变形或断裂时，当试件断裂时，应变仪容易损坏，影响测试数据的质量。光学应变测量系统可测量全场应变、位移、速度、加速度、振动、模态分析等。湖南光学非接触式变形测量

进行破坏性实验时，需要使用到非接触式应变测量光学仪器进行高速的拍摄测量。光学非接触式测量系统

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