案例分享|日本島津攜手千眼狼●拉伸機(jī)●材料斷裂瞬態(tài)可視化分析

  拉伸試驗(yàn)機(jī)是集電腦控制、自動(dòng)測(cè)量、數(shù)據(jù)采集、屏幕顯示、試驗(yàn)結(jié)果處理為一體的新一代力學(xué)檢測(cè)設(shè)備，廣泛應(yīng)用于計(jì)量質(zhì)檢、橡膠塑料、冶金鋼鐵、機(jī)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(yàn)。

       拉伸試驗(yàn)機(jī)對(duì)各種材料進(jìn)行傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)分析后，由試驗(yàn)機(jī)繪出的拉伸曲線，載荷－伸長(zhǎng)曲線（見圖1），將載荷坐標(biāo)值和伸長(zhǎng)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(wú)法清晰觀測(cè)材料拉伸斷裂瞬間的圖像畫面。

圖1 拉伸試驗(yàn)機(jī)數(shù)據(jù)曲線

       島津(上海)實(shí)驗(yàn)器材有限公司作為拉伸試驗(yàn)機(jī)行業(yè)的ling軍企業(yè)，致力于各新型拉伸試驗(yàn)機(jī)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(shí)驗(yàn)器材有限公司的邀請(qǐng)，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(yàn)機(jī)提供試驗(yàn)保障服務(wù)（如圖2）。

圖2 實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場(chǎng)圖

       試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)采用三腳架固定千眼狼高速攝像機(jī)，以一定的俯視角度對(duì)準(zhǔn)拉伸試驗(yàn)機(jī)觀察口，視場(chǎng)17cm×5cm，拍攝距離1m，選用90mm鏡頭。以252×1280@53600 fps 的超高幀率進(jìn)行捕捉，可觀測(cè)材料受力下的形變及斷裂的瞬間，觀測(cè)裂紋衍生的全過(guò)程（見圖3）。千眼狼支持觸發(fā)前即保存功能確保不錯(cuò)過(guò)任一個(gè)瞬間，且支持力學(xué)信號(hào)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(duì)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(duì)高速采集的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)一步分析，包括計(jì)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(jìn)了拉伸試驗(yàn)機(jī)產(chǎn)品的加速迭代。如何提升拉伸試驗(yàn)機(jī)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。