光学非接触应变测量的发展,本质上是光学、材料、计算科学与工程应用交叉融合的结果。三大前沿领域的突破正重塑光学测量的技术边界:超快光学:捕捉瞬态变形的“光学快门”飞秒激光技术的发展使光学测量的时间分辨率突破皮秒级。在材料动态力学性能测试中,超快DIC系统结合飞秒激光脉冲照明与高速相机,可捕捉金属材料在冲击载荷下的绝热剪切带演化过程,揭示应变率对材料失效模式的影响机制。例如,在钛合金靶板穿甲试验中,超快光学测量清晰记录了弹头接触瞬间(<1μs)的应变波传播与局部熔化现象,为装甲防护设计提供了关键数据。应变测量的量很少能大于几个毫应变(ex10⁻³)。浙江扫描电镜数字图像相关技术测量系统

在材料科学、结构工程与生物力学等领域,应变测量是揭示材料力学行为、评估结构安全性的关键手段。传统应变测量依赖电阻应变片、引伸计等接触式传感器,虽具有高精度与低成本优势,但在高温、腐蚀、高速加载或微纳尺度等极端条件下,接触式方法的局限性日益凸显。光学非接触应变测量技术凭借其非侵入、全场测量、高空间分辨率及动态响应能力,正逐步成为复杂环境下应变分析的优先选择工具。本文将从光学测量的物理基础出发,系统梳理主流技术路线,探讨其技术挑战与创新方向,并结合典型应用场景展现其工程价值。重庆扫描电镜非接触应变测量研索仪器VIC-3D非接触全场应变测量系统一次性获取全场应变分布,优于单点接触式传感器(如应变片)。

系统支持多种裂尖定位算法,包括基于裂尖附近位移梯度奇异性的位移梯度法、利用 Williams 级数展开的奇异性特征识别法,以及通过理论位移场匹配的图像匹配法,用户可根据测试需求选择方案。在应力强度因子计算方面,系统集成了 J 积分法、位移关联法等多种成熟算法,其中 J 积分法通过围绕裂尖的闭合路径积分计算能量释放率,再通过转换公式获得应力强度因子,物理意义明确且计算精度高。这些功能为裂纹萌生、扩展机制研究提供了量化数据支撑,广泛应用于航空航天关键构件的疲劳寿命评估。
在材料科学与工程测试领域,应变测量是评估材料力学性能、优化结构设计的关键环节。传统接触式测量方法依赖应变片、引伸计等器件与被测物体直接接触,不仅易干扰测试状态、破坏样品完整性,更难以捕捉全场变形信息。随着工业制造向高精度、复杂化升级,光学非接触应变测量技术应运而生,成为打破传统局限的变革性解决方案。研索仪器科技(上海)有限公司(ACQTEC)作为该领域的领航者,以数字图像相关(DIC)技术为关键,构建起覆盖多尺度、多场景的测量体系,为科研与工业领域提供精确可靠的测试支撑。研索仪器VIC-3D非接触全场变形测量系统可用于汽车碰撞测试中的钣金变形分析,电池热失控膨胀监测。

研索仪器的服务理念在教育科研领域得到了充分体现。公司荣膺达索系统 "行业贡献奖",这一荣誉正是对其在服务高校科研与教学数字化升级过程中表现的高度肯定。通过与高校共建联合实验室、参与科研项目攻关等方式,研索仪器不仅提供了先进的测量设备,更深度参与到科研过程中,为科研人员提供专业的技术指导,助力科研成果的快速转化。随着科技的不断进步,光学非接触应变测量技术正朝着更高精度、更复杂环境适应、更智能分析的方向演进。研索仪器将持续依托全球前沿的产品资源与本土化服务优势,在技术创新与行业应用两个维度不断突破,为中国科研创新与产业升级注入更强动力。研索仪器科技光学非接触应变测量,抗干扰能力强,复杂环境稳定测量。湖北光学数字图像相关测量系统
研索仪器科技光学非接触应变测量,高精度捕捉微小应变,数据可靠。浙江扫描电镜数字图像相关技术测量系统
相位调制机制光波在传播过程中,材料变形引起的光程差会改变其相位分布。以干涉测量为例,两束相干光在变形表面反射后产生干涉条纹,条纹位移量与表面变形呈线性关系。通过相位解包裹算法,可将干涉条纹转化为连续相位场,进而计算应变分布。相位调制技术具有亚波长级灵敏度,但需严格控温以消除空气折射率波动干扰。频率调制机制多普勒效应是频率调制的典型体现。当激光照射到运动或变形表面时,反射光频率会发生偏移,偏移量与表面速度成正比。激光多普勒测振仪(LDV)通过检测频率偏移实现振动速度测量,而集成多普勒效应的应变测量系统则可进一步通过速度梯度计算应变率。此类技术适用于高速动态过程分析,但设备成本较高且对被测表面反射率敏感。浙江扫描电镜数字图像相关技术测量系统