案例分享|日本島津攜手千眼狼●拉伸機●材料斷裂瞬態(tài)可視化分析
拉伸試驗機是集電腦控制、自動測量、數(shù)據(jù)采集、屏幕顯示、試驗結(jié)果處理為一體的新一代力學(xué)檢測設(shè)備,廣泛應(yīng)用于計量質(zhì)檢、橡膠塑料、冶金鋼鐵、機械制造、電子電器、汽車生產(chǎn)等行業(yè),適用于各類金屬材料、非金屬材料的拉伸、壓縮、剪切、抗壓、彎曲等試驗。
拉伸試驗機對各種材料進行傳統(tǒng)實驗分析后,由試驗機繪出的拉伸曲線,載荷-伸長曲線(見圖1),將載荷坐標(biāo)值和伸長坐標(biāo)值分別除以試樣原截面積和試樣標(biāo)距,就可得到應(yīng)力-應(yīng)變曲線圖。但得到的數(shù)據(jù)僅僅是數(shù)字曲線,缺乏圖像的直觀感,亦無法清晰觀測材料拉伸斷裂瞬間的圖像畫面。
圖1 拉伸試驗機數(shù)據(jù)曲線
島津(上海)實驗器材有限公司作為拉伸試驗機行業(yè)的ling軍企業(yè),致力于各新型拉伸試驗機的研發(fā),持續(xù)提升產(chǎn)品性能,確保差異化地位。應(yīng)島津(上海)實驗器材有限公司的邀請,千眼狼技術(shù)工程師們采用超高速攝影技術(shù)為拉伸試驗機提供試驗保障服務(wù)(如圖2)。
圖2 實驗室現(xiàn)場圖
試驗現(xiàn)場采用三腳架固定千眼狼高速攝像機,以一定的俯視角度對準(zhǔn)拉伸試驗機觀察口,視場17cm×5cm,拍攝距離1m,選用90mm鏡頭。以252×1280@53600 fps 的超高幀率進行捕捉,可觀測材料受力下的形變及斷裂的瞬間,觀測裂紋衍生的全過程(見圖3)。千眼狼支持觸發(fā)前即保存功能確保不錯過任一個瞬間,且支持力學(xué)信號加載至圖像上,轉(zhuǎn)變成圖像信息后采用DIC分析軟件可針對性分析應(yīng)變受力情況(見圖4)。
圖3 拉伸斷裂瞬間捕捉
圖4 DIC軟件分析應(yīng)變受力圖
研究人員還可對高速采集的圖像數(shù)據(jù)進一步分析,包括計算材料的彈性模量、泊松比、獲得R值和N值參數(shù),為產(chǎn)品性能提升提供數(shù)據(jù)支持。
新型材料的加速涌現(xiàn)促進了拉伸試驗機產(chǎn)品的加速迭代。如何提升拉伸試驗機性能,提高其數(shù)據(jù)分析的精度,高速攝影及專業(yè)分析技術(shù)可發(fā)揮關(guān)鍵作用。