关于齐鲁工业大学：一所以科教融合为优势特色的应用研究型大学。学校于2017年5月由齐鲁工业大学和山东省科学院整合组建而成。其历史可追溯到1948年解放军胶东军区创办的胶东工业学校和始建于1958年的中国科学院山东省分院。

关于道姆光学：GOM GmbH在中国的合作伙伴，公司和国际知名的试验机、高速相机、红外相机等材料测试和光学测试厂商合作，专业提供成套光学非接触应变和位移测试系统和测试分析软件，以及技术咨询和服务，旨在为中国的材料研究、零部件及结构测试提供一站式光学测试和计量解决方案。

在材料力学中，材料的应力-应变曲线是金属成形研究的重要参数之一。

齐鲁大学基于DIC技术，以热处理硼钢为研究对象，结合数字相关技术对其力学性能展开研究。

在拉伸过程中测量标准拉伸试样在变形过程中的载荷-位移数据，获得材料应力-应变曲线；

对中心孔、缺口试样、面内剪切试样和等双轴拉伸试样进行测试，获得各个应力状态试样在断裂之前的等效塑性应变场。

//测试痛点在现代，铁路凭借突出的性价比优势，已经成为了人们日常出行的高频选择之一。而对于铁路车辆的设计制造而言，铁路车辆必须要在整个生命周期里，都实现持续性

传统接触式测量容易对待测量材料产生损伤

传统接触式测量不能够实现全场测量

//解决方案在现代，铁路凭借突出的性价比优势，已经成为了人们日常出行的高频选择之一。而对于铁路车辆的设计制造而言，铁路车辆必须要在整个生命周期里，都实现持续性

采用非接触式测量方法，该测量技术是一种高精度、非接触的用于测量全场形貌、变形等的方法。通过表面散斑的变化，获得材料在变形过程中位移场和应变场信息。

在测试过程中，将ARAMIS三维光学测试系统测得的位移数据与拉伸机中的载荷数据相结合，从而获得试样的载荷-位移曲线。

//测试过程在现代，铁路凭借突出的性价比优势，已经成为了人们日常出行的高频选择之一。而对于铁路车辆的设计制造而言，铁路车辆必须要在整个生命周期里，都实现持续性

①使用线切割机加工了标准拉伸、中心孔、缺口、面内剪切和Nakajima试样，如图1所示；

图1 试样尺寸结构图：

（a）标准拉伸试样；（b）中心孔试样；

（c）缺口试样（R5）；（d）面内剪切试样；

（e）Nakajima试样（单位：mm）

②对拉伸试样进行一定的热处理工艺，获得预想的微观组织结构。热处理后的试样表面用砂纸进行打磨，去除表面的氧化层保证后续随机散斑图案的附着力；

③将白色哑光漆喷涂到试样表面，待其在空气中干燥3~5 min后，将黑色哑光漆均匀地喷涂在白色底漆表面上，白漆和黑漆的比例为1:1时可以保证最好的对比度效果，如图2所示；

图2 白漆和黑漆分布对比

④对ARAMIS测量系统进行标定，保证后续实验数据的准确性；

⑤拉伸试验机和GOM ARAMIS设备连接进行实验测试，测试过程中双目摄像机以5 Hz的速度记录图像，相机的分辨率被设置为每毫米28像素。如图3展示了拉伸实验和冲压实验的整套测试系统，并在图中标出了系统中重要的测试单元，其中计算机1#用于控制ARIMIS系统并记录位移和应变场数据，计算机2#用于控制电子万能试验机并记录载荷数据；

图三 (a)

图三 (b)

⑥输出测量结果。标准拉伸实验过程中，在计算机1#中提取试样标距段的位移-时间数据，在计算机2#中提取试样的载荷-时间数据，并将载荷数据与位移数据按照时间结合起来，获得试样的载荷-位移数据。对于其他应力状态试样，找到断裂前一时刻，输出试样表面的应变场。

//项目成果在现代，铁路凭借突出的性价比优势，已经成为了人们日常出行的高频选择之一。而对于铁路车辆的设计制造而言，铁路车辆必须要在整个生命周期里，都实现持续性

通过配有数字图像相关设备的单轴拉伸实验，可以获得载荷-位移曲线，如图4所示：

图4 标准拉伸实验载荷-位移结果

也可以直接得到的工程应力-工程应变与真实应力-真实应变曲线如图5所示：

图5 应力-应变曲线：

左（a）工程应力-工程应变曲线

右（b）真实应力-真实应变曲线

中心孔、缺口、面内剪切和Nakajima试样在断裂前应变场分布如图6所示：

图6不同应力状态试样在断裂之前的等效塑性应变场：

（a）中心孔试样；（b）缺口试样；

（c）面内剪切试样；（d）Nakajima试样

道姆专家总结：

与传统的接触式测量相比，GOM ARAMIS不仅可以避免对材料的损伤以及只测局部的限制，还可以实现非接触式测量，快速完成局部与全场的数据测量，为材料拉伸提供新的测量方式。

GOM ARAMIS与拉伸机同步采集数据，很好实现力值同步，智能“一站式”分析材料的表面力学，可以帮助客户快速得到泊松比，模量，应力-应变曲线等数据。

审核编辑(王妍)

 您阅读本篇文章共花了：