双相钢板料的单向拉伸断裂失效研究(I)——数字图像相关技术试验
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数字图像相关方法(DICM)前言数字图像相关法(Digital Image Correlation Method,简称DICM),又称为数字散斑相关法(Digital Speckle Correlation Method,简称DSCM),是应用于计算机视觉技术的一种图像测量方法。
数字图像相关(Digital Image Correlation,i.e. DIC)测量技术是应用计算机视觉技术的一种图像测量方法,是一种非接触的、用于全场形状、变形、运动测量的方法。
它是现代先进光电技术、图像处理与识别技术与计算机技术相结合的产物,是现代光侧力学领域的又一新进展。
它将物体表面随机分布的斑点或伪随机分布的人工散斑场作为变形信息载体,是一种对材料或者结构表面在外载荷或其他因素作用下进行全场位移和应变分析的新的实验力学方法。
在实验固体力学领域中,对于不同载荷下,材料和结构表面的变形测量一直是一个较难的课题。
一般包括接触式和非接触式两种,对于一般使用的电阻应变片接触式测量方法,受其测量手段的限制,不能得到全场数据,且测量范围有限,不能得到物体整体上的变形规律。
而对于全场的非接触式光学测量方法,包括干涉测量技术(例如全息照相干涉法,散斑千涉法)和非干涉技术(例如网格法和数字图像相关测量法)。
由于干涉测量技术要求有相干光源,光路复杂,且测量结果易受外界震动的影响,多在具有隔振台的实验室中进行,应用范围受到了极大的限制。
而非干涉测量技术是通过对比变形前后物体表面的灰度强度来决定表面变形量,对光源和测量环境要求较低。
数字图像相关测量技术可以直接采用自然光源或白光源,通过具有一定分辨率的CCD相机采集图像,并利用相关算法进行图像处理得到变形信息,可以说,DIC是一种基于数字图像处理和数值计算的光学测量方法。
由于该技术的直接处理对象是数字图像,而随着科学技术和数字化技术的不断发展与更新,数字图像的分辨率和清晰程度不断扩大,因此,数字图像处理技术的测量精度也在不断提升。
基于图像相关的Q195真实应力应变曲线研究王乐平(湖北汽车工业学院材料工程系,湖北十堰442002)摘要:应力-应变曲线为名义应力-应变曲线,它只是一种近似曲线,对工程方面起到一个参考作用。
运用图像有关计算软件GOM Correlate 软件,计算薄板拉伸试样在位移载荷作用下各个阶段的应力-应变,从而得出工程应力-应变曲线以及真实应力-应变曲线,并对工程应力-应变和真实应力-应变进行分析。
经过此方法能够有效的消除试件端面与压力机滑块和工作台之间的摩擦力对试验最终结果的影响,以及采用引伸计因安装过程中造成的误差累计。
使之成为理想的单向拉伸状态并通过计算机图形学与图像处理技术,将数据转换成图形或图像在屏幕上显示出来使之可视化。
该办法简便易行,普适性强且具有重要工程运用价值。
关键字:拉伸试样;真实应力应变;GOM Correlate 中图分类号:TQ文献标识码:A文章编号:1674-4896(2018)01-041-041引言拉伸实验是金属力学测验中最常用的实验方法之一。
拉伸实验测定的拉伸力学性能指标是材料的基本力学性能之一,其大小表征显示了材料抵抗外力作用的能力程度,是评定金属材料性能的重要依据[1]。
所以有效地预测拉伸试样的应力应变的变化,以最大限度来发挥金属材料的机械性能。
对金属试件的失效研究、确定金属试件的正确设计、制造以及安全使用为维护提供参考[1],也为选材和质量控制提供了一些根据。
本文借助GOM 软件,用80mm 定标距拉伸试样,对拉伸时的应力应变分布进行了研究和分析。
计算了拉伸的变化中的最小截面积,绘制了工程应力应变与真实应力应变图形,这种分析可以推广到其他产品的实验中,具有普遍适用性。
2方法及理论选取材质为Q195薄板,板厚1mm ,选择80mm 定标距试样,按《GB/T 228—2002金属材料室温拉伸实验方法》加工试样及实验,化学成分如表1。
采用DBSL-XS-20T 万能实验机进行拉伸实验。
钢板拉伸颈缩致断裂的应变局部化过程摘要:钢板结构广泛应用于机械、航空、民用、海洋工程等领域。
研究了钢板在高应变率下的拉伸变形行为,并用建立的修正JC模型对实验结果进行了描述和预测。
通过DP高强钢板的高温拉伸试验,分析了温度和应变速率对变形过程中流动应力的影响。
在整个拉伸试验中,由于出现颈缩,钢板的断裂加剧。
颈缩标志着结构完全失效的开始,因此确定板的颈缩起点尤为重要。
关键词:数字图像;非局部化颈缩点;Batra判据;颈缩致断裂过程;一、概述随着颈缩的加剧,变形集中于颈缩的小块区域,直至最终断裂。
学者们已经通过理论、实验和模拟的方法对局部化现象做了大量的研究。
用高速相机呈现圆柱试件颈缩过程中直径的减小,验证预测直径减小的本构关系的准确性。
用高速相机研究了不同应变率下圆柱试件的颈缩的开始和演化过程。
高速相机能够获取颈缩致断裂过程的试件几何尺寸的变化,然而却未能精确测量试件在颈缩致断裂过程中局部区域的应变。
随着光学应变测量技术的快速发展,基于高速相机和数字图像相关性方法(DIC)相结合的应变测量技术被逐渐应用于动态拉伸实验中。
这种非接触式测量方法可以灵活有效的测量整个变形过程直至断裂的应变信息,因此逐渐被国内外学者青睐。
近年来,DIC方法已逐渐应用于钢板颈缩和断裂行为的研究。
用数字图像相关性方法研究了DP800钢板在不同加载速率下从开始塑性变形至断裂过程的应变云图,呈现其应变演化过程。
通过对比DIC应变测试获得的准静态下应力-应变曲线与JIS标准曲线,验证了DIC应变测试的准确性,用DIC方法呈现了应变率对拉伸强度从270到1470 MPa的6种不同等级高强钢板的颈缩和断裂行为的影响。
以上研究主要关注于应变率对钢板颈缩和断裂行为的影响,对颈缩致断裂过程未进行详细的描述。
基于高速相机和DIC相结合的应变测量技术,采用MTS实验机和Zwick高速拉伸实验机进一步研究钢板的颈缩致断裂过程。
提出一种根据DIC分析技术确定非局部化颈缩点的方法,并且理论验证其方法的准确性。
断裂试样拉伸屈曲行为的试验及非线性有限元分析马源;曾攀;赵加清【摘要】除了压杆模型等几何简单的屈曲问题外,复杂结构的屈曲分析一直是有限元模拟中的一个难点.本文利用ANSYS对薄板紧凑拉伸断裂试样的自由屈曲拉伸试验进行了非线性有限元模拟分析.自由屈曲拉伸试验在岛津拉伸试验机上进行,并采用二维数字图像相关方法定量记录了断裂试样的届曲变形过程.结果表明,利用有限元方法计算得到的拉伸反力与屈曲位移最大误差不超过20%,因此,有限元分析能够较为准确地模拟复杂试样的屈曲行为.【期刊名称】《工程与试验》【年(卷),期】2012(052)004【总页数】4页(P1-3,37)【关键词】断裂试样;屈曲;数字图像相关;非线性有限元分析【作者】马源;曾攀;赵加清【作者单位】清华大学机械工程系先进成形制造教育部重点实验室,北京100084;清华大学机械工程系先进成形制造教育部重点实验室,北京100084;清华大学核能与新能源研究院,北京100084【正文语种】中文【中图分类】O3441 引言复杂结构屈曲研究一直是应用力学领域中的重要研究方向之一。
除压杆模型、薄膜模型等几何简单的屈曲问题外,大部分屈曲问题都因几何复杂而没有解析解。
这类问题通常需要借助有限元分析(Finite Element Analysis,FEA)中的特征值法、模态叠加法或初始非平衡载荷法进行分析[1]。
鉴于薄板结构在汽车、船舶、桥梁及航空航天等领域的广泛应用,薄板结构的屈曲问题一直是力学研究中的一个重点内容[2-3]。
本文选择了一种较为特殊的屈曲分析对象,即薄板紧凑拉伸断裂试样,作为结构屈曲分析对象。
该结构在屈曲过程中会产生塑性变形,其受力状况更符合工程实际。
通过非线性FEA及试验分析该试样在拉伸过程中的变形行为,可以判断FEA在处理材料非线性屈曲问题时的适用性。
2 有限元非线性分析原理及DIC-2D测试原理2.1 有限元非线性分析原理基于增量理论,可以得到FEA非线性分析的整体方程为[4]:其中,Kepτ(q)为弹塑性刚度矩阵,Δq为各节点位移增量的组合,ΔPτ为外载荷与内力之差,也称为不平衡力阵列[4]。
基于数字图像相关方法的Q235钢单轴拉伸变形研究肖汉斌1 陈 田1 于家硕1 裴雪冬1 李占峰21武汉理工大学交通与物流工程学院 武汉 430063 2大连港散杂货码头公司技术工程部 大连 116001摘 要:数字图像相关(DIC)方法是一种非接触式的光学测量方法,通过高速摄像机记录实验过程,并基于计算机视觉技术对实验过程进行分析与数值计算,从而得出目标区域在实验过程中的应变变化情况。
Q235钢是起重机的常用材料,研究Q235钢在拉伸载荷下的变形对保证起重机结构安全有重要意义。
文中通过DIC技术对Q235钢试件拉伸变形过程进行研究,对比DIC方法分析值、应变片测量值以及有限元仿真模拟值。
结果表明,通过DIC 方法得到的分析值与其余两种方式得出的数据相对误差均小于5%,为DIC方法在金属结构拉伸变形研究中提供了有力参考。
关键词:金属结构;数字图像相关;拉伸变形;Q235钢;有限元仿真中图分类号:TP391:U653.921 文献标识码:A 文章编号:1001-0785(2022)16-0019-07Abstract: Digital image correlation (DIC) method is a non-contact optical measurement method. The experimental process is recorded by a high-speed camera, and the experimental process is analyzed and numerically calculated by computer vision technology, so as to obtain the strain change of the target area during the experimental process. Q235 steel is a common material for cranes. It is of great significance to study the deformation of Q235 steel under tensile load to ensure the structural safety of cranes. In this paper, the tensile deformation process of Q235 steel specimen is studied by DIC technology. By comparing the analysis value of DIC method, the measured value of strain gauge and the simulation value of finite element simulation, it can be found that the relative error between the analysis value obtained by DIC method and the data obtained by the other two methods is less than 5%, which provides a powerful reference for the application of DIC method in the research of tensile deformation of metal structures.Keywords:metal structure; digital image correlation; tensile deformation; Q235 steel; finite element simulation0 引言起重机被广泛运用于港口运输、机械等行业,由于其部分金属构件长期处于复杂的载荷条件下,其故障的产生与金属结构的加工工艺、现场环境和作业工况有很大关系,故应力应变是反映金属故障的重要指标[1]。
汽车轻量化技术的研究与进展作者:范子杰, 桂良进, 苏瑞意, FAN Zijie, GUI Liangjin, SU Ruiyi作者单位:清华大学汽车安全与节能国家重点实验室,北京100084,中国刊名:汽车安全与节能学报英文刊名:JOURNAL OF AUTOMOTIVE SAFETY AND ENGERGY年,卷(期):2014,5(1) Government Printing Office Partnership for a New Generation of Vehicles (PNGV):assessment of programgoals,activities,and priorities 19962.American Iron and Steel Institute UltraLight steel auto body final report 20143.American Iron and Steel Institute ULSAB-AVC overview report 20024.EAA (European Aluminium Association),Aluminium in Cars 20085.杨阳;周谊;桂良进双扭杆双横臂悬架有限元建模与分析 2006(11)6.桂良进;范子杰;陈宗渝“长安之星”微型客车白车身刚度研究 2004(09)7.周长路;范子杰;陈宗渝微型客车白车身模态分析 2004(01)8.郝春鹏;范子杰;桂良进微型客车车身结构正面碰撞特性的数值模拟 2004(05)9.Gobbi M;Haque I;Papalambros P P Y A critical review of optimization methods for road vehicles design 200610.郝琪;张继伟车门结构优化设计的灵敏度分析研究 2010(05)11.桂良进;范子杰;周长路某型载重车车架结构轻量化设计研究 2003(04)12.苏瑞意;桂良进;王旭燃料电池城市客车结构有限元分析与轻量化设计 2008(12)13.刘江;桂良进;王青春全承载式大客车车身结构多目标优化 2008(02)14.丁炜琦;苏瑞意;桂良进基于应力优化的大客车结构多目标优化 2010(04)15.Botkin M E Structural Optimization of Automotive Body Components Based on Parametric Solid Modeling 2002(02)16.Shin J K;Lee K H;Song S I Automotive door design with the ULSAB concept using structural optimization 2002(04)17.XIANG Yujiang;WANG Qian;FAN Zijie Optimal crashworthiness design of a spot-welded thin-walled hat section 2006(10)18.Su Ruiyi;Gui Liangjin;Fan Zijie Multi-objective optimization for bus body with strength and rollover safety constraints based on surrogate models 2011(03)19.朱茂桃;钱洋;顾娅欣基于Kriging模型的车门刚度和模态优化 2013(11)20.Choi W S;Park G J Structural optimization using equivalent static loads at all time intervals 2002(19-20)21.Jeong S;Yi S;Kan C Structural optimization of an automobile roof structure using equivalent static loads 2008(11)22.Shimoda M;Tsuji J Shape optimization for weight reduction of automotive shell structures subject to a strength constraint.SAE Technical Paper,2007-01-372023.方剑光;高云凯;王婧人基于网格变形技术的白车身多目标形状优化 2012(24)24.Bendsφe M P Optimal shape design as a material distribution problem 1989(04)25.Yang R J;Chahande A I Automotive applications of topology optimization 1995(3-4)26.Yang R J;Chuang C;Che X New applications of topology optimization in automotive industry 2000(01)27.Baskin D M;Reed D B;Seel T N A case study in structural optimization of an automotive body-in-white design.SAE Tech Paper,2008-01-088028.SU Ruiyi;GUI Liangjin;FAN Zijie Truss Topology Optimization Using Genetic Algorithm with Individual Identification 200929.SU Ruiyi;GUI Liangjin;FAN Zijie Topology and sizing optimization of truss structures using adaptive genetic algorithm with node matrix encoding 200930.SU Ruiyi;WANG Xu;GUI Liangjin Multi-objective topology and sizing optimization of truss structures based on adaptive multi-island search strategy 2011(02)31.Sobieski J Optimization by decomposition:a step from hierarchic to non-hierarchic systems 198832.Kroo I;Altus S;Braun R Multidisciplinary optimization methods for aircraft preliminary design 199433.Kim H M;Michelena N F;Papalambros P Y Target cascading in optimal system design 2003(03)34.De Weck O;Agte J;Sobieski J State-of-the-art and future trends in multidisciplinary design opti-mization 200735.苏瑞意;桂良进;吴章斌大客车车身骨架多学科协同优化设计 2010(018)36.Michelena N;Louca L;Kokkolaras M Design of an advanced heavy tactical trucks:A target cascading case study.SAE Tech Paper,2001-01-279337.Kim H M;Rideout D G;Papalambros P Y Analytical target cascading in automotive vehicle design 2003(03)38.赵迁;陈潇凯;林逸解析目标分流法在汽车多学科设计优化中的应用 2010(06)39.冯美斌汽车轻量化技术中新材料的发展及应用 2006(03)40.马鸣图;柏建仁汽车轻量化材料及相关技术的研究进展 2006(06)41.王利;陆匠心汽车轻量化及其材料的经济选用 2013(01)42.王广勇;王刚高强度钢在汽车轻量化中的应用 2011(01)43.桂良进;高付海;范子杰双相钢板料的单向拉伸断裂失效研究(Ⅰ)一数字图像相关技术试验 2010(02)44.高付海;桂良进;范子杰双相钢板料的单向拉伸断裂失效研究(Ⅱ)一弧长法非线性有限元分析 2010(03)45.GAO F;GUI L;Fan Z Experimental and Numerical Analysis of an In-Plane Shear Specimen Designed for Ductile Fracture Studies 2011(06)46.桂良进;高付海;范子杰先进高强度钢的断裂失效准则研究 2012(33)47.Sadagopan S Formability characterization of advanced high-strength steels48.Pickett AK;Pyttel T;Payen F Failure prediction for advanced crashworthiness of transportation vehicles 2004(07)49.Ducker Worldwide EAA Aluminium penetration in cars 201250.Hirsch Ju¨ rgen Aluminum in Innovative Light-Weight Car Design 2011(05)51.马鸣图;游江海;路洪洲汽车轻量化以及铝合金汽车板的应用 200952.詹志强铝合金汽车车身板应用现状及需求前景 201253.王丹铝合金汽车板应用及生产现状 2013(03)54.桂良进;范子杰;王青春泡沫填充圆管的轴向压缩能量吸收特性 2003(11)55.桂良进;范子杰;王青春泡沫填充圆管的动态轴向压缩吸能特性 2004(05)56.王青春;范子杰;桂良进泡沫铝填充帽型结构轴向冲击吸能特性的试验研究 2006(04)57.王青春;范子杰;桂良进中等应变率下泡沫铝的吸能特性 2005(06)58.WANG Q;FAN Z;SONG H Experimental and numerical analyses of the axial crushing behaviour of hat sections partially filled with aluminum foam 2005(05)59.WANG Q;FAN Z;GUI L A theoretical analysis for the dynamic axial crushing behaviour of aluminium foamfilled hat sections 2006(7-8)60.WANG Q;FAN Z;GUI L Theoretical analysis for axial crushing behaviour of aluminium foam-filled hat sections2007(04)61.Waurzyniak P Advanced materials in automotive:Newer steels,aluminum,magnesium,and other materials lead to more lightweight,economical vehicles 2009(03)62.Kulekci M K Magnesium and its alloys applications in automotive industry 2008(09)63.吴章斌;桂良进;范子杰AZ31B镁合金挤压板材力学性能的各向异性 2012(02)64.许江菱;钟晓萍;殷荣忠2011-2012年世界塑料工业 进展 2013(03)65.杨挺汽车工业中塑料材料应用的现状及展望 2013(05)66.ZHANG Ping;GUI Liangjin;FAN Zijie Finite element modeling of the quasi-static axial crushing of braided composite tubes 2013(01)67.ZHANG Ping;GUI Liangjin;FAN Zijie Crash energy absorption of braided composite tubes and its application in vehicle passive safety 201368.GUI Liangjin;ZHANG Ping;FAN Zijie Energy absorption properties of braided glass/epoxy tubes subjected to quasi-static axial crushing 2009(01)69.ZHANG Ping;GUI Liangjin;FAN Zijie An analytical model for predicting the elastic properties of triaxially braided composites 2009(15)70.张平;桂良进;范子杰三向编织复合材料弹性性能研究 2009(01)71.康万平;王宇;康蕾管件液压成型技术简述 2010(01)72.王习文;宗长富;郭立书管件液压成形技术及其在汽车零部件制造中的应用 2013(04)73.杨勇;徐峰;苏海波管件液压成形技术及其在副车架上的应用 2010(03) Hydroforming achieves vehicle weight and cost reduction says study 201275.Koca f da A;Sadtowska H Automotive component development by means of hydroforming 2008(03)ngerak N;Rout D K;Verma R Tube hydroforming in automotive applications 201477.陈杰管材内高压成形数值模拟与工艺研究 201378.李泷杲金属薄壁管液压成形应用基础研究 200779.任芝兰汽车用高强度钢的激光焊焊接性研究 2006(01)80.朱久发激光拼焊汽车板的应用现状与发展前景 2011(03)81.ROFIN Lasers in Automotive Industry 201482.Klaus L Laser Applications in the Automotive Industry 201183.Chen H C;Pinkerton J A Mistry,Gap-free fibre laser welding of Zn-coated steel on A1 alloy for light-weight automotive applications 2011(02)84.HYRCZA-MICHALSKA M;GROSMAN F The evaluate of laser welded tailor and tubular blanks formability for automotive vehicle elements stamping 2009(01)85.Sieben M;Brunnecker F Laser-Hybrid welding,an innovative technology to join automotive body parts 201086.Schimek M;Springer A;Kaierle S Laser-welded dissimilar steel-aluminum seams for automotive lightweight construction 201287.Vasilash G S VW Is Hot On Lasers 200488.Bea M;Brockmann R;Havrilla D Remote laser welding in automotive production 2011引用本文格式:范子杰.桂良进.苏瑞意.FAN Zijie.GUI Liangjin.SU Ruiyi汽车轻量化技术的研究与进展[期刊论文]-汽车安全与节能学报 2014(1)。
《锡基双相钎料的拉伸形变与断裂行为研究》篇一一、引言锡基双相钎料作为一种重要的电子封装材料,其性能的优劣直接关系到电子器件的可靠性和使用寿命。
在钎焊过程中,钎料的拉伸形变与断裂行为是决定其连接质量的关键因素。
因此,对锡基双相钎料的拉伸形变与断裂行为进行研究,对于提高钎焊质量和可靠性具有重要意义。
本文通过实验和理论分析,对锡基双相钎料的拉伸形变与断裂行为进行了深入研究。
二、实验材料与方法1. 实验材料本实验选用不同成分比例的锡基双相钎料作为研究对象,包括锡、铜、银等主要元素。
2. 实验方法(1)制备钎料试样:将选定的锡基双相钎料按照一定比例混合,通过熔炼、浇注等工艺制备成标准试样。
(2)拉伸形变测试:采用万能材料试验机对试样进行拉伸形变测试,记录不同应变下的应力值和形变程度。
(3)断裂行为观察:通过扫描电子显微镜(SEM)对断裂后的试样进行观察,分析其断裂方式和断口形态。
三、实验结果与分析1. 拉伸形变结果实验结果表明,锡基双相钎料在拉伸过程中表现出明显的形变行为。
随着应力的增加,钎料首先发生弹性形变,随后进入塑性形变阶段。
不同成分比例的钎料在形变过程中表现出不同的力学性能。
2. 断裂行为分析通过对断裂后的试样进行SEM观察,可以发现锡基双相钎料的断裂方式主要为韧性断裂和脆性断裂的混合型。
其中,韧性断裂表现为断口处有明显的塑性形变和韧窝现象;而脆性断裂则表现为断口平整,无明显的塑性形变。
此外,钎料中各元素的成分比例对断裂方式也有一定影响。
四、影响因素与机制探讨1. 成分比例的影响实验结果表明,钎料中各元素的成分比例对其拉伸形变与断裂行为具有显著影响。
适当调整铜、银等元素的含量,可以改善钎料的力学性能,提高其抗拉强度和延展性。
2. 微观结构的影响钎料的微观结构对其力学性能和断裂行为也有重要影响。
双相钎料中存在的第二相颗粒可以阻碍位错运动,提高钎料的强度。
然而,若第二相颗粒过大或分布不均匀,则可能导致应力集中,降低钎料的韧性。
《锡基双相钎料的拉伸形变与断裂行为研究》篇一一、引言随着现代电子工业的快速发展,钎料作为连接电子元件的重要材料,其性能的优劣直接影响到电子产品的可靠性和使用寿命。
锡基双相钎料因其良好的导电性、导热性和焊接性能,被广泛应用于微电子封装和互连技术中。
然而,钎料在拉伸过程中会经历复杂的形变和断裂行为,这对钎料的性能和可靠性产生了重要影响。
因此,研究锡基双相钎料的拉伸形变与断裂行为,对于提高钎料的性能和优化电子产品的制造工艺具有重要意义。
二、材料与方法本研究选用锡基双相钎料作为研究对象,通过实验和理论分析相结合的方法,对其拉伸形变与断裂行为进行深入研究。
1. 材料制备与表征锡基双相钎料的制备过程中,严格控制合金成分的比例,采用真空熔炼和快速冷却的方法制备出具有双相结构的钎料。
利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等手段对钎料的微观结构和成分进行表征。
2. 拉伸实验采用单轴拉伸实验方法,对锡基双相钎料进行拉伸测试。
在实验过程中,记录不同应变下的应力-应变曲线,分析钎料的形变行为。
同时,观察拉伸过程中钎料的断裂行为,分析断裂模式和断裂机制。
3. 理论分析结合实验结果,运用材料力学和断裂力学理论,对锡基双相钎料的拉伸形变与断裂行为进行理论分析。
探讨钎料在拉伸过程中的应力分布、形变机理以及断裂模式等因素对钎料性能的影响。
三、结果与讨论1. 拉伸形变行为实验结果表明,锡基双相钎料在拉伸过程中表现出明显的形变行为。
随着应变的增加,钎料先经历弹性形变阶段,随后进入塑性形变阶段。
在塑性形变阶段,钎料内部发生位错、滑移等形变过程,导致钎料发生显著的形变。
此外,双相结构对钎料的形变行为也产生了一定影响,使得钎料在形变过程中表现出一定的各向异性。
2. 断裂行为在拉伸过程中,锡基双相钎料发生断裂。
通过观察和分析断裂过程和断裂模式,发现钎料的断裂主要发生在晶界处或第二相颗粒与基体的界面处。
这表明晶界和界面处的力学性能较弱,容易成为裂纹扩展的起点。
第47卷第1期 系岛大学学板(自然科学版)Vol.47 No.1 2017 年 1 月JOURNAL OF SOUTHEAST UNIVERSITY (Natural Science Edition) Jan.2017DOI: 10. 3969/j. issn. 1001 -0505.2017. 01.027多相机数字图像相关在变形灌浆套筒单向拉伸试验中的应用戴云彤郑永峰管东芝蒋汉阳郭正兴杨福俊何小元(东南大学土木工程学院,南京210096)摘要:为研究钢筋套筒灌浆连接的受力性能,建立了适用于大曲率复杂曲面变形测量的多相机 数字图像相关系统,并利用此系统对一种变形灌浆套筒进行了单向拉伸试验,跟踪测量了套筒表 面的全场变形信息.结果表明:多相机数字图像相关系统能够完整重建灌浆套筒的三维形貌,并获得套筒表面任意位置的变形状态,包括传统应变片方法难以测量的套筒变形段凹槽处变形;将 套筒表面应变分布规律与应变片测试结果和有限元分析结果进行对比,证实了多相机数字图像 相关系统的可靠性.多相机数字图像相关为研究灌浆套筒的连接性能提供了直观且全面的新试 验手段,也为大曲率复杂曲面的三维形貌与变形测量提供了有效的测试方法.关键词:钢筋套筒灌浆连接;变形灌浆套筒;多相机数字图像相关;变形测量;单向拉伸中图分类号:TU39.04; 0348.1 文献标志码:A 文章编号:1001 -0505(2017)01-0159-05Application of multi-camera digital image correlationin uniaxial tensile test of deformed grouted sleeveDai Yuntong Zheng Yongfeng Guan Dongzhi Jiang HanyangGuo Zhengxing Yang Fujun He Xiaoyuan(School of Civil Engineering, Southeast University, Nanjing 210096,China)A b stra ct:To study the mechanical properties of grouted splice connection, a multi-camera digitalimage correlation system for deformation measurement of the complex surface with large curvature was established. The uniaxial tensile test of a deformed grouted sleeve was carried out by this system and the full-field deformation on the sleeve surface was measured. The results indicate that this multi-camera digital image correlation system can completely reconstruct the three-dimensional profile of the sleeve, and measure the deformation of any position on the sleeve surface, including the deformation of grooves on the deformed parts of the sleeve which are difficult for strain gauges to measure. By comparing the strain distribution obtained by the system with the experimental results of strain gauges and the finite element analysis results, the reliability of this multi-camera digital image correlation system is verified. The multi-camera digital image correlation provides the new means for the experimental study on the connection properties of the grouted sleeve, and also an effective approach for the three-dimensional profile and deformation measurement of complex surfaces with large curvature.Key words:grouted splice connection ;deformed grouted sleeve ;multi-camera digital image correlation;deformation measurement;uniaxial tension收稿日期:2〇l6-〇5_3〇.作者简介:戴云彤(1990—),女,博士生;何小元(联系人),男,博士,教授,博士生导师,m m hxy@.基金项目:国家自然科学基金资助项目(11272089,11327201,11332012,11532005)、中央高校基本科研业务费专项资金资助项目、江苏省普通高校研究生科研创新计划资助项目(K Y L X15_0094).引用本文:戴云彤,郑永峰,管东芝,等.多相机数字图像相关在变形灌浆套筒单向拉伸试验中的应用[J].东南大学学报(自然科学版),2017,47(1): 159 -163.D O I:10.3969/j.issn.1001-0505.2017.01.027.160东南大学学报(自然科学版)第47卷作为装配式混凝土结构的关键技术之一,钢筋 套筒灌浆连接是指在钢筋与加工的套筒连接器之 间填充高强快硬的无收缩灌浆料,依靠浆料凝固硬 化后材料间的黏结咬合作用来完成钢筋连接.国内 外众多研究者们已对该连接方式进行了理论和试 验研究[1_3].已有的试验研究都是利用电阻应变片 测量套筒表面的应变分布,以研究灌浆套筒的受力 性能.传统的电阻应变测试方法属于单点测量,所 得结果仅为测点范围内的平均值,存在定的局限性.光学测量方法因其无损、全场测量等特点,已被 广泛应用于变形测量中.其中,三维数字图像相关 (3D-D IC)测量方法[4],以其非接触、无损、全场测 量等优势,在实验力学和工程应用中获得了成功应 用和较好发展[5~.然而,灌浆套筒形状基本为圆 柱形或纺锤形,3D-D IC方法在测量此类大曲率复 杂曲面试件时具有明显的缺陷:①视场受限.受曲 率影响,被测表面不同位置在视场中会相互遮挡,易产生视觉盲点;受镜头景深影响,容易散焦.②分辨率降低.为了让视场完整清晰地覆盖整个 曲面,需要改变镜头配置或者调节相机工作距离,从而损失空间分辨率.为解决以上问题,将3D-D IC方法与多相机同 步采集系统相结合,形成多相机数字图像相关(M C-D IC)系统,以实现基于聚类方法的大曲率复 杂曲面的全表面测量,M C-D IC系统利用多个相机 拍摄被测表面不同的小区域,通过系统标定将测量 点的坐标值统一至同一整体坐标系下,获得被测表 面连续的全场三维变形信息.本文利用由4个相机 组成的M C-D IC系统,对单向拉伸荷载下文献[3] 中的变形灌浆套筒的全场变形进行了跟踪测量.1测量原理为解决3D-D IC方法在测量如G DPS套筒这 类大曲率复杂曲面试件时存在的问题,将3D-DIC 方法和多相机同步采集系统相结合,建立了基于聚 类方法的M C-D IC系统,以实现大曲率复杂曲面 的全表面测量.以半径为A的圆柱为例(见图1),将被测圆柱面展开成一个长为的长形面,全 周表面被分成若干个小区域,利用多个相机组成的 若干个3D-D IC子系统分别拍摄这若千个小区域. 为实现连续的全周变形测量,对于表面任意I点,必须存在至少2个相机进行观测,且相邻的小区域 之间需要有一定的视场重叠区域.按照以上要求布 置相机后,对采集到的图像组进行3D-D IC运算. 即对图像中每一个子区进行立体匹配,若子区仅在 http://journal, seu. edu. cn 一组3D-D IC子系统测量范围中,贝(J直接进行三维 重构;若子区同时在2组及以上3D-D IC子系统测 量范围(如相邻子区域的视场重叠区域)内,则选 择残差较小的3D-D IC子系统作为该子区的最佳 计算系统,并进行三维重构.根据系统标定将多个 相机中测量点的坐标值统一至同一整体坐标系下,进而获得被测表面连续的三维变形场.详细原理可 参见文献[7 -8]中用于板形试件测量的多相机系统.图1多相机数字图像相关系统示意图文献[9]中的离散化360°全周变形测量系统 由8个相机组成4套3D-DIC子系统搭建而成,4 套子系统单独标定,相互独立,仅能测量被测表面 不同部位的离散化变形数据,无法获得具有连续性 的全周变形场.W a n g等[1°]提出的多相机系统也由 多套3D-DIC子系统组成,每个子系统由独立的相 机对构成,单独标定并测量被测表面不同部位的变 形,然后通过三维拼接将不同子系统获得的形貌和 变形数据拼接形成全局点云.文献[11 ]中对圆柱 的全周变形进行测量前,利用单相机重构一个标准 物的三维坐标,然而此标准物难以获取,且标定过 程较为繁琐.与上述多相机系统不同,本文提出的 M C-DIC系统利用普通3D-D IC的平板标定板进 行系统标定,将多个相机统一至同一整体坐标系 下,能够获得柱形试件表面连续的全周变形场,且 相机数量不局限于偶数.该系统已被成功应用于口 腔印模的复杂表面形貌测量中[胃,下面将进一步 开展其在大曲率复杂曲面应变测量方面的研究.为验证MC-DIC系统的可靠性,在GDPS套筒 一侧半表面粘贴轴向应变片,另一侧半表面由 MC-DIC系统进行监测.本文提出的M C-DIC系统 包含2个3D-DIC子系统(见图2),每个子系统测 量套筒表面的1/3区域,2个子系统的视场重叠区 域约为套筒表面的1/6区域.整套系统中,2个相 机先相互串联构成子系统,2个子系统再分别由火第1期戴云彤,等:多相机数字图像相关在变形灌浆套筒单向拉伸试验中的应用161图4试验现场与试件3试验结果及分析3.1荷载-位移曲线试验中观察到的破坏形态为套筒外钢筋被拉断破坏,灌浆套筒起到了有效的钢筋连接作用.如图5所示,与单根钢筋拉伸相似,灌浆套筒的荷载- 位移曲线大致分为4个阶段:①曲线上升段,荷载 和位移呈线性关系,套筒内钢筋与灌浆料之间相互 挤压;②水平段,属于钢筋屈服阶段;③二次上升 段,即钢筋强化阶段,套筒内钢筋与灌浆料之间充 分挤压;④下降段,即钢筋颈缩阶段.-60 -50-40 -30 -20-10 010 20 30位移/m m图5荷载-位移曲线3.2套筒形貌重构及应变对比为了验证M C -D IC 系统在大曲率复杂表面测 量时的优势,先后采用传统双相机3D -D IC 系统与M C -D IC 系统对同一个GDPS 套筒进行三维重构.图6为双相机3D -D IC 系统重构出的套筒三维形貌.由图可知,套筒两侧的大部分形貌有所丢失,仅 能恢复中间区域的三维形貌,且变形段凹槽处的形貌不能较好地恢复,存在较多缺口.相比之下,M C -D IC 系统可以完整地恢复出套筒三维形貌(见图7),能够获得套筒表面任意位置处的变形信息,包 括应变片难以测量的套筒变形段凹槽处变形.由于轴向应变片得到的是应变片长度范围内 的平均应变,因此,提取应变片粘贴位置处轴对称 区域的M C -D IC 系统所有计算点的应变平均值作http ://journal , seu . edu . cn线连接到电脑的2个采集卡上.每个相机均与硬同 步触发控制连接,保证4个相机图像采集的同步性.电脑-----------------硬触发控制图2 4个相机组成的MC -D IC 系统示意图2试验本文研究的GDPS 套筒采用无缝钢管通过滚压工艺冷加工而成,钢管外径为42 m m ,壁厚3. 5m m ,钢材弹性模量为206 GPa ,屈服强度为395 M Pa ,抗拉强度为495 M Pa ,伸长率为20. 5% .如图3所示,套筒外表面存在多道环状倒梯形凹槽,相 应的套筒内表面设置多道凸环肋,可以有效提高套 筒与内部填充灌浆料以及套筒与外部混凝土之间的黏结强度.下面以两端凹槽数量为3道、连接钢 筋直径为16 mm 、钢筋锚固长度为5J 的GDPS 套 筒为例,阐述M C -D IC 系统在灌浆套筒单向拉伸 试验中进行变形测量的可靠性和有效性.图3 GDPS 套筒试件在M T S 试验机上进行单向拉伸,钢筋断 裂或被拔出时终止加载.试验装置见图4,主要包 括4个分辨率为2 448 x 2 048像素的Point GreyGRAS -50S 5M -C 型工业相机(像元尺寸为3.45 jjim )、4个焦距为25 m m 的K ow a 镜头和2个电压为250 V 、功率为25 W 的L E D 光源.试验中每加 载5 k N ,记录一次应变片数据并采集一次图像.162东南大学学报(自然科学版)第47卷—应变片1 -应变片2-o-M C -D IC 区域 1 -M C -D IC 区域 220406080100120荷载/kN(b )对比曲线图8 MC -D IC 系统与应变片的数据对比30 kN 50 kN70 kN90 kN110 kN图9 MC -D IC 系统获得的不同荷载下GDPS 套筒表面轴向应变分布图图10为套筒表面不同区域的荷载-应变关系曲线.由图可知,套筒中部光滑段(Z 5〜Z 9区域) 的轴向应变为拉应变;套筒两端变形段凹槽间 (Z 1,Z 3,Z 11,Z 13区域)的轴向应变为压应变;凹 槽处(22,24^10^12区域)的轴向应变为拉应 变,其应变值明显大于其他位置.套筒外表面各位 置处的轴向应变基本随加载呈线性增长.图11为 套筒轴向应变分布图.由图可知,套筒的轴向应变 沿套筒长度方向的分布曲线为近似对称分布,曲线 分为3段,左、右段对应套筒变形段的应变,中部对 应套筒光滑段的应变.套筒光滑段轴向应变由中部 向两端衰减;变形段凹槽间承受压应变,凹槽处承 受拉应变并向套筒端部衰减,且凹槽处的拉应变值 远远大于其他位置.上述结果与文献[3 ]中应变片 测试得到的分布规律一致.(a )逾变片粘贴麗域及M C -D IC 系统取域(a )三维散斑阁 (b )三维形貌云图图6双相机3D -DIC 重构的GDPS 套筒三维形貌(a )三维散斑图 (b )三维形貌云图图7 MC -D IC 系统重构的GDPS 套筒三维形貌为M C -D IC 系统的测量结果,并与应变片数据进 行比较,结果见图8.由图可知,M C -D IC 系统的应 变测量结果与应变片测试结果趋势一致.在加载前 期,两者的数值较为吻合;随着拉伸量的增大,两者 的相对误差也随之增大.引起误差的原因主要为,M C -D IC 系统取值区域与应变片粘贴区域并非同 一区域,仅为轴对称位置,试件内部钢筋、灌浆料、 套筒三者之间的相互作用并非完全对称,尤其是在 加载后期套筒内钢筋与灌浆料之间充分挤压,导致 套筒两侧对称位置的外表面应变不完全一致.3.3套筒应变分布规律图9为M C -D IC 系统计算得到的GDPS 套筒 表面轴向应变分布图.由图可知,套筒的光滑段和 变形段表现出不同的应变分布规律:套筒中部光滑 段的轴向应变为拉应变,并且由中间向两侧减小; 在套筒两端变形段中,凹槽间的轴向应变为压应 变,凹槽处有应变集中现象,第1道凹槽处尤为明 显.随着拉伸的进行,套筒外表面应变逐渐增大. M C -D IC 系统得到的轴向应变云图与文献[3]中有 限元分析得到的轴向应力云图分布规律一致. http ://journal, seu. edu. cn6 4 2 0 111111 11toI/$倒迟#8 6 4 2 o—第1期戴云彤,等:多相机数字图像相关在变形灌浆套筒单向拉伸试验中的应用163(a)奁简及⑴丨不丨^区域编号图10套筒表面不同区域的荷载-应变关系曲线-80-60-40-200 20 40 60 80距套筒中线的距离/mm图11套筒轴向应变分布图4结语针对GDPS套筒这类大曲率复杂曲面试件的 变形测量,本文建立了由4个相机组成的多相机数 字图像相关系统,对单向拉伸荷载下的GDPS套筒 进行了跟踪测量.结果表明,该系统能够完整地重 构出套筒的三维形貌,有效监测套筒表面任意位置 的变形过程,包括应变片难以测量的套筒变形段凹 槽处变形.MC-DIC系统的应变计算结果与应变片 测试数据具有一致的变化趋势,数值上也较为吻 合.同时,加载过程中的应变变化云图与以往研究 中的应变片测试结果和有限元分析结果一致.利用 MC-DIC系统对GDPS套筒表面进行全场变形测 量是可靠有效的.MC-DIC系统为大曲率复杂曲面 的形貌与变形测量提供了新的测试手段.参考文献(R e fe re n ce s)[1] Ling J H, Rahman A B A,Ibrahim I S. Feasibilitystudy of grouted splice connector under tensile load[J]. Construction and Building Materials,2014, 50:530-539.D O I:10. 1016/j. conbuildmat. 2013. 10.010. [2] Henin E, Morcous G. Non-proprietary bar splice sleevefor precast concrete construction [ J ]. EngineeringStructures,2015, 83:154-162. DOI: 10. 1016/j. eng-struct. 2014. 10. 045.[3] Zheng Y, Guo Z, Liu J, et al. Performance and confiningmechanism of grouted deformed pipe splice under tensile load[J]. Advances in Structural Engineering,2016, 19(1):86-103. DOI: 10. 1177/1369433215618296.[4 ] Sutton M A, Orteu J J, Schreier H W. Image correlationfor shape, motion and deformation measurements:Basicconcepts,theory and applications[ M ].New York,USA:Springer, 2009:70-79.[5] Pan B, Li K, Tong W. Fast, robust and accurate digitalimage correlation calculation without redundant computations [J ] .Experimental Mechanics, 2013 , 53 ( 7 ):1277 _ 1289. DOI: 10. 1007/sl 1340-013-9717-6.[6] Shao X, Dai X, He X. Noise robustness and parallelcomputation of the inverse compositional Gauss-Newton algorithm in digital image correlation [ 1 ]. Optics andLasers in Engineering,2015, 71 :9 -19. DOI:10.1016/j. optlaseng. 2015. 03. 005.[7] Chen F, Chen X, Xie X, et al. Full-field 3D measurement using multi-camera digital image correlation system [J]. Optics and Lasers in Engineering,2013, 51(9) . i〇44 ^ i〇52. DOI:10. 1016/j. optlaseng. 2013.03.001.[8] Chen X, Yang L, Xu N, et al. Cluster approach basedmulti-camera digital image correlation: Methodology and its application in large area high temperature meas- urem ent[J]* Optics & Laser Technology,2014, 57:318 -326. DOI: 10. 1016/j. optlastec. 2013. 08. 005. [9]陈振宁,刘聪,戴云彤,等.BFRP混凝土圆柱破坏全周监测与可靠性研究[J].工程力学,2〇15, 32(12):147 -153.Chen Zhenning, Liu Cong, Dai Yuntong, et al. Full- circle monitoring and stability study of BFRP concrete columns[ J]. Engineering Mechanics,2015, 32( 12):147 -153. (in Chinese)[10] Wang Y, Lava P, Coppieters S, et al. Application ofa multi-camera stereo DIC set-up to assess strain fieldsin an Erichsen test:Methodology and validation [ J].Strain,2013, 49 (2):190 -198. DOI:10. 1111/str. 12027.[11] Degenhardt R, Kling A, Bethge A, et al. Investigations on imperfection sensitivity and deduction of improved knock-down factors for unstiffened CFRP cylindrical shells [J]. Composite Structures,2010, 92(8):1939 -1946. DOI:10. 1016/j. compstruct 2009.12.014.[12]董帅,戴云彤,董萼良,等.应用多相机三维数字图像相关实现口腔印模三维重构[J].光学学报,2015, 35(8) :159-164.Dong Shuai, Dai Yuntong, Dong Eliang, et al. Threedimensional reconstruction of dental impression basedon multi-camera three-dimensional digital image correlation method[J]. Acta Optica Sinica,2015, 35(8):159-164. (in Chinese)http://journal,e bI/$倒迟#。
基于数字图像技术在土木结构物损伤裂缝检查应用分析【摘要】基于数字图像的技术是一种新的对土木结构物的损伤裂缝进行检测的技术,它跟以往的试验土木结构物损伤裂缝的方法比较,具有较多的优势,它不仅能够实现对土木结构物出现的整体或者局部上的位移或者损伤裂缝等进行实时的在线测试,还能够通过现代计算机技术,对所采集到的土木结构中的各项数据进行分析和处理,从而实现对土木结构物中损伤裂缝等的准确快速分析。
基于此,本文对基于数字图像技术在土木结构物损伤裂缝检查中的应用进行了探讨。
【关键词】数字图像技术;土木结构物;损伤裂缝检查随着科学技术的不断发展,计算机被不断推广应用,已经成为21世纪的重要标志之一。
现在的计算机功能逐渐丰富和强大,其中图像处理功能是计算机的重要功能之一,随着该功能的增强和应用,基于数字图像处理技术也迅速发展。
随着该技术的不断成熟,其在各个领域中被广泛应用并取得了良好的成效。
尤其是在土木工程中,该技术的应用非常重要。
它可以实现对土木结构物损伤裂缝的在线实时快速检测,并且检测的内容较多,能够实现整体的检测,也能实现局部检测,能够对裂缝进行检测,也能够检测结构物的变形情况以及位移情况。
该技术在土木工程中还能实现远距离检测, 并且将计算机技术结合起来,实现了对采集数据的分析和处理,从而使得检测的结构更加精确。
基于数字图像技术在土木工程中对于土木结构物的损伤检测是目前以及未来重要的应用,并将随着时代的发展而不断发展。
一、土木结构物损伤裂缝检查中传统的图形处理方法的缺陷土木结构物的损伤裂缝检查包括实验室的常规检查以及对其进行的健康检测。
一般来说,实验室的常规检查中,是对土木结构物的裂缝以及位移情况、土木结构的挠度等进行检查,如果采用传统的图形处理方法,则具有较多的缺陷。
在测量过程中,受人为的影响因素干扰较大,并且由于测量工具较大的限制,使得测量的精度大大降低。
在检查土木悬臂结构的挠度时,如果采用传统的位移计进行检查,由于这些结构本身存在着几何耦联, 在检查其位移时,其产生位移的情况是:垂直位移产生的时候同时也产生水平位移。
《锡基双相钎料的拉伸形变与断裂行为研究》篇一一、引言随着现代电子工业的快速发展,钎料作为连接电子元件的重要材料,其性能的优劣直接影响到电子产品的可靠性和使用寿命。
锡基双相钎料因其良好的导电性、导热性和焊接性能,被广泛应用于微电子封装和连接领域。
然而,钎料在拉伸过程中会发生形变和断裂,其机制复杂且影响因素众多。
因此,对锡基双相钎料的拉伸形变与断裂行为进行研究,对于提高钎料的性能和优化电子产品的制造工艺具有重要意义。
二、材料与方法1. 材料制备本研究所用锡基双相钎料采用高纯度锡为基础,添加适量的其他合金元素,通过熔炼、铸造和轧制等工艺制备而成。
2. 实验方法(1)拉伸实验:采用标准拉伸实验方法,对锡基双相钎料进行单向拉伸,记录其形变和断裂过程。
(2)微观结构观察:利用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)观察钎料的微观结构,包括晶粒形态、相分布和界面结构等。
(3)力学性能测试:通过硬度测试、拉伸强度测试和断裂韧性测试等方法,评估锡基双相钎料的力学性能。
三、实验结果与分析1. 拉伸形变过程在拉伸过程中,锡基双相钎料经历了弹性变形、屈服和塑性变形三个阶段。
弹性变形阶段,钎料表现出较好的弹性;进入屈服阶段后,应力逐渐增大,形变速率加快;进入塑性变形阶段后,钎料发生明显的形变,同时伴随着晶粒的滑移和变形。
2. 断裂行为锡基双相钎料的断裂行为受多种因素影响,包括微观结构、合金元素含量和拉伸速率等。
在断裂过程中,钎料内部产生微裂纹,随着拉伸的进行,微裂纹扩展、连接,最终导致钎料断裂。
断裂面通常呈现不规整的形态,表明断裂过程是一个复杂的过程。
3. 微观结构对拉伸性能的影响微观结构对锡基双相钎料的拉伸性能具有重要影响。
通过SEM和TEM观察发现,晶粒形态、相分布和界面结构等都会影响钎料的拉伸性能。
例如,晶粒细小的钎料具有较高的强度和韧性;而相分布均匀、界面结构清晰的钎料则表现出较好的综合性能。
四、结论本研究通过对锡基双相钎料的拉伸形变与断裂行为进行研究,得出以下结论:1. 锡基双相钎料在拉伸过程中表现出良好的弹性、屈服和塑性变形能力。
《锡基双相钎料的拉伸形变与断裂行为研究》篇一一、引言锡基双相钎料因其良好的导电性、延展性和成本效益,在电子封装和微电子制造领域中广泛应用。
然而,钎料在连接过程中需承受复杂的机械应力,因此其拉伸形变与断裂行为的研究显得尤为重要。
本文将深入探讨锡基双相钎料在拉伸过程中的形变行为、断裂机理以及影响因素,为实际应用提供理论依据。
二、材料与方法本研究所用锡基双相钎料材料由锡、铜等元素组成,其具体成分比例将根据实验需求进行调整。
采用拉伸试验机对钎料进行拉伸测试,通过扫描电子显微镜(SEM)观察其形貌和断裂特征,并利用透射电子显微镜(TEM)分析其微观结构。
三、拉伸形变行为在拉伸过程中,锡基双相钎料表现出明显的形变行为。
首先,随着应力的增加,钎料内部出现位错、滑移等现象。
其次,随着形变的持续进行,位错会不断增多,钎料开始出现滑移带,直至出现微观颈缩现象。
在这一过程中,双相组织的分布、粒径和成分对比等也会影响形变的均匀性。
此外,钎料的塑性变形与加工硬化效应相互影响,使得其具有较高的形变能力。
四、断裂行为及机理锡基双相钎料的断裂行为主要受其内部结构和应力分布的影响。
在拉伸过程中,钎料内部会形成裂纹并逐渐扩展。
当裂纹扩展至一定程度时,钎料将发生断裂。
通过SEM观察发现,钎料的断裂主要发生在晶界处或第二相颗粒与基体的界面处。
此外,双相组织的分布和成分对比也会影响裂纹的扩展路径和最终断裂形式。
例如,在特定的成分和结构条件下,裂纹可能会绕过部分区域或转向另一方向进行扩展。
此外,第二相颗粒的存在也会对裂纹的扩展产生阻碍作用,从而提高钎料的韧性。
五、影响因素及优化措施影响锡基双相钎料拉伸形变与断裂行为的主要因素包括成分比例、组织结构、加工工艺等。
通过调整钎料的成分比例和优化加工工艺,可以改善其力学性能和耐久性。
例如,增加铜的含量可以提高钎料的强度和硬度;优化加工过程中的热处理制度可以改善双相组织的分布和粒径大小等。
此外,引入其他合金元素如银、铅等也可以提高钎料的性能和适应不同应用需求。
PTCA (PARTA: PHYS.TEST.)5 ■逑IX)I: 10.11973/lhjy-wl202105010数字图像相关法在复合材料研究中的应用进展肖志斌1,武丽丽2,裘雄伟、柯贤朝,蔡亮3(1.海装驻上海地区第六军事代表室,上海200000;2.上海航天精密机械研究所,上海201600;3.上海材料研究所上海市工程材料应用与评价重点实验室,上海200437)摘要:数字图像相关方法(DIC)具有自动化、光路简单、普适性好及抗干扰能力强等优点,广泛 应用于多领域、多种材料的力学性能测试中。
综述了自2017年以来,数字图像相关方法在复合材料的力学性能测试、功能结构性能研究及产品质量检测中的应用进展,并提出了发展方向。
关键词:数字图像相关方法;复合材料;力学性能;应用中图分类号:TB33 文献标志码:A文章编号:1001-4012(2021)05-0039-07Application Progress of Digital Image Correlation in Composite Materials ResearchXIAO Zhibin1 ,WU Lili2,QIU Xiongwei1.KE Xianchao3,CAI Liang1(1. The Sixth Military Representative Office of Naval Equipment Department in Shanghai, Shanghai 200000, China;2.Shanghai Spaceflight Precision Machinery Institute, Shanghai 201600, China;3.Shanghai Key Laboratory of Engineering Materials Application and Evaluation, Shanghai Research Institute of Materials»Shanghai 200437, China)Abstract:Digital image correlation (DIC) has the advantages of automation, simple optical path, good universality and strong anti-interference ability, which i s widely used in many fields and materials mechanicalproperties testing. The application progress of digital image correlation in mechanical properties testing, functionalstructural properties research and product quality inspection of composite material since 2017 was reviewed, and thedevelopment direction was put forward.Keywords:digital image correlation; composite material; mechanical property; application数字图像相关方法(Digital Image Correlation,简称DIC)是从物体表面随机分布的斑点或人工散 斑场中直接读取变形信息,然后根据散斑场变形前 后的统计相关性来计算位移和变形量,是一种对材 料或结构表面在载荷作用下进行全场位移和应变分 析测量的方法。