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打破测量边界:海塞姆DIC助力极端环境力学测试

发布时间:2025-10-15     来源:海塞姆    编辑:衡盛楠    审核:张经纬 王静

在科研和工程测试领域,极端高温、深低温以及高速动态等苛刻环境对力学性能测试提出了更高要求。传统接触式传感器在此类条件下往往难以可靠工作;常规双目立体DIC受制于设备布置与环境干扰,也难以获得稳定、准确的全场应变数据。

海塞姆DIC系统基于数字图像相关(DIC)技术,以非接触、三维全场变形测量为核心,突破了上述局限,能够在最高2600℃、最低−200℃及最高10Hz的动态工况中稳定运行,为极端条件下的材料行为分析与结构性能评估提供高精度、可追溯的数据支持。

 

海塞姆视频引伸计全新外观

高温环境

在上千摄氏度乃至超过2000℃的高温条件下开展拉伸、蠕变等试验,接触式传感器易失效或引入显著误差;双目DIC又常受限于炉腔空间与视角,难以在小型高温炉窗口实现稳定布置。同时,红热辐射、空气扰动与发光背景会明显降低成像质量。

 

海塞姆单目三维DIC

针对这些挑战,海塞姆在高温测量中采用:

  • 单目三维DIC以适配狭小炉窗,配合高温耐久散斑保持纹理稳定,并通过窄带滤光与蓝光补光抑制红热干扰、提升信噪比;
  • 在蠕变等长时测试中引入扰流抑制与漂移校正以维持数据一致性;
  • 当试样与散斑材料可能发生化学反应或处于超高温不宜喷涂时,采用无特征识别算法在无明显人工散斑的前提下完成变形追踪。

应用案例:石墨材料2300℃双向加载测试

 

应用案例:1400℃高温合金持久拉伸测试

 

温度–应变场同步测量(热–力耦合表征)

对于涉及热–力耦合的场景,海塞姆DIC可与红外热像仪同步集成并统一标定坐标,在同一坐标体系内同时观察温度场与应变场,进而从单一物理量表征扩展到多物理量协同分析。

应用案例:锂电池针刺

 

低温环境

200℃甚至液氦温区,粘贴式应变片常因粘附剂脆化与信号漂移而难以工作。海塞姆DIC采用非接触光学测量,不依赖粘贴式传感器,可在低温条件下完成全场成像与应变计算;在满足现场试验约束的前提下,数据记录连续、可追溯。

应用案例:-200℃复合材料拉伸全场应变测试

高速动态场景

在高速加载、冲击和高频振动等条件下,传统应变片与加速度计常因响应速率与布置约束难以捕捉瞬态细节;双目三维DIC要实现高速同步需要多台高速相机与精密校准,系统复杂度与成本显著提高。

 

海塞姆单目三维高速DIC

海塞姆在高速动态测试中采用单目三维高速DIC,以一台高速相机实现三维全场测量,降低布置与同步误差来源,提升高速试验的可实施性。

应用案例:结构模型振动测量

 

面向极端工况,海塞姆DIC以非接触、三维全场、长期稳定为特征,既弥补了接触式传感手段在严苛环境中的不足,也在炉窗空间受限、标定困难等双目DIC受限场景下保持测量能力。上述能力为材料行为研究、结构可靠性评估与多场耦合分析提供了高质量、可追溯的数据支撑。

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