5月28-30日，由中國(guó)材料研究學(xué)會(huì)疲勞分會(huì)主辦的“第六屆疲勞學(xué)術(shù)專題研討會(huì)(2021)—材料和結(jié)構(gòu)疲勞試驗(yàn)研究新方法”在天津舉行。會(huì)議旨在共享工程材料與結(jié)構(gòu)疲勞試驗(yàn)研究新理論、新方法和新技術(shù)的研究成果，交流、探討相關(guān)新理論、新方法和新技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

　　新拓三維攜自主研發(fā)的明星產(chǎn)品——XTDIC三維光學(xué)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)亮相此次研討會(huì)，為新材料的疲勞研究、工程構(gòu)件的疲勞斷裂與失效分析、腐蝕疲勞分析提供精準(zhǔn)、高效、可視化的三維數(shù)字化解決方案。

　　新拓三維3D全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量方案

　　新拓三維在會(huì)議上展出的XTDIC三維光學(xué)應(yīng)變測(cè)量分析系統(tǒng)，是國(guó)內(nèi)首個(gè)自主研發(fā)的數(shù)字圖像DIC技術(shù)三維變形測(cè)量系統(tǒng)，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心算法，能夠快速獲取三維坐標(biāo)、全場(chǎng)位移及應(yīng)變，支持50mm-10m范圍的測(cè)量幅面，應(yīng)變測(cè)量精度可到0.005%。

　　XTDIC系統(tǒng)可以獲取材料在實(shí)驗(yàn)和服役過(guò)程中的全場(chǎng)應(yīng)變數(shù)據(jù)，觀察和分析材料在加載變形時(shí)，從裂紋產(chǎn)生到失效的整個(gè)過(guò)程在材料和結(jié)構(gòu)的拉伸、壓縮、彎曲、剪切失效等測(cè)試領(lǐng)域應(yīng)用非常成熟，為科研人員提供新的疲勞性能測(cè)試的解決方案。

　　主要應(yīng)用領(lǐng)域

　　在材料力學(xué)性能測(cè)量方面：DIC技術(shù)可用于如火箭發(fā)動(dòng)劑固體燃料、橡膠、光纖、壓電薄膜、復(fù)合材料以及木材、巖石、土方等天然材料的力學(xué)性能的檢測(cè)。

　　在損傷與破壞檢測(cè)方面：DIC技術(shù)被廣泛應(yīng)用于破壞力學(xué)研究中，包括裂紋尖端應(yīng)變場(chǎng)測(cè)量、裂紋尖端張開位移測(cè)量以及高溫下裂紋尖端應(yīng)變場(chǎng)測(cè)量等。DIC技術(shù)還可用于陶瓷電容器、電子器件，電子封裝的無(wú)損檢測(cè)研究。

　　在細(xì)觀力學(xué)測(cè)量方面：借助于電子顯微鏡，DIC被越來(lái)越多地應(yīng)用于細(xì)觀力學(xué)測(cè)量，物體表面粗糙度的測(cè)量。

　　新拓三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量應(yīng)用案例

　　金屬材料雙向拉伸

　　XTDIC系統(tǒng)可與雙向拉伸試驗(yàn)機(jī)的兩路力信號(hào)實(shí)現(xiàn)通訊，在進(jìn)行鋁合金試件雙向拉伸實(shí)驗(yàn)時(shí)，觀測(cè)試件表面應(yīng)變場(chǎng)變化，測(cè)量試件相關(guān)力學(xué)性能參數(shù)，分析鋁合金金屬材料的力學(xué)性能。

　　圓棒料疲勞試驗(yàn)測(cè)試

　　XTDIC系統(tǒng)通過(guò)追蹤物體表面變形前后散斑圖像中同一像素點(diǎn)的位置，獲取該像素點(diǎn)的位移量，從而得到試件表面的全場(chǎng)位移。根據(jù)位移數(shù)據(jù)自動(dòng)計(jì)算出應(yīng)變數(shù)據(jù)，助力研究材料和結(jié)構(gòu)受力過(guò)程中的疲勞斷裂機(jī)理和行為。

　　混凝土三點(diǎn)彎曲測(cè)試

　　傳統(tǒng)的三點(diǎn)彎曲測(cè)試，采用應(yīng)變計(jì)來(lái)檢測(cè)裂紋，無(wú)法預(yù)測(cè)混凝土裂縫出現(xiàn)的初始位置。XTDIC系統(tǒng)通過(guò)采集圖像分析被測(cè)物表面的變形和應(yīng)變數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)從全方位、不同角度觀察裂紋的擴(kuò)展和演化。

　　斷裂沖擊力學(xué)測(cè)試

　　沖擊韌度(Ak值)表示材料在沖擊載荷作用下抵抗變形和斷裂的能力，其值的大小表示材料的韌性好壞。XTDIC系統(tǒng)可測(cè)量材料發(fā)生裂縫及裂紋擴(kuò)展過(guò)程，并全場(chǎng)記錄沖擊載荷下材料表面的變形。

　　骨胳材料負(fù)載應(yīng)變測(cè)試

　　當(dāng)外力施加于​骨胳​時(shí)，​骨胳​結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生應(yīng)力和應(yīng)變，并有復(fù)雜的變化。采用動(dòng)物模擬脛骨負(fù)載狀態(tài)，驗(yàn)證脛骨受拉變形情況及抗拉能力。XTDIC系統(tǒng)可支持各種應(yīng)變測(cè)量，結(jié)合光學(xué)體式顯微鏡，對(duì)雞脛骨觀測(cè)區(qū)域進(jìn)行放大，能夠觀測(cè)到更細(xì)節(jié)的特征，清晰地觀測(cè)骨骼受力部位的位移、應(yīng)變場(chǎng)。

　　有限元仿真驗(yàn)證

　　有限元仿真適用于材料和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、屈曲穩(wěn)定性、動(dòng)力響應(yīng)、彈塑性等力學(xué)性能的分析計(jì)算，XTDIC系統(tǒng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，可以比較和驗(yàn)證仿真數(shù)據(jù)，便于調(diào)整和優(yōu)化模擬參數(shù)，基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)材料和結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

（責(zé)任編輯：華康）