由于薄壁圓柱殼徑厚比大,容易在軸向載荷下發生屈曲失穩,且薄壁圓柱殼在制造運輸過程中產生的不同程度的初始缺陷會使其結構性能在實際使用時大幅降低。并且圓柱殼的極限承載能力對結構的初始缺陷十分敏感,這導致薄壁圓柱殼的實際承載能力要比基于完美模型的理論或者數值預測的極限承載能力小很多。
現有對于圓柱殼的缺陷敏感性問題的測試研究方法主要是實驗和數值模擬相結合。實驗主要通過對薄壁圓柱殼施加不同軸向壓力至屈曲失穩,以測量其極限承載能力及缺陷敏感性,在每組實驗中,試樣均為一次性消耗品,無法重復利用,因此實驗成本較高,且對于具有不同初始缺陷的圓柱殼,無法在不損傷試樣的情況下定位試樣初始缺陷的具體位置。
為了實現對薄壁圓柱殼的無損檢測,采用非接觸測量在圓柱殼的極限承載能力之內測量出圓柱殼的缺陷敏感性,通過DIC技術采集實驗全過程的變形圖像,對圖像進行計算處理后,可以在不損耗圓柱殼的前提下定位其存在的初始缺陷位置,解決了現存的研究成本高、測量誤差大等問題,對理論研究,工程應用具有重要的意義。
圖1.多相機寬視場3D-DIC變形測量系統
汽車制造、航空航天、檢測分析及測試、電氣機械等
隨著智能制造的不斷發展,非接觸變形光學測量技術在工業領域的應用越來越多,其市場規模不斷擴大。2024年中國市場規模預測為225億元,全球市場規模逼近1000億元。重點領域包含汽車工業、芯片電子、教育科研及土木工程等。
本成果可采用非接觸測量方式,在不損耗圓柱殼的前提下定位其存在的初始缺陷位置,降低成本,解決測量誤差大等問題。成果處于小試階段,已有原理樣機,技術達國際先進水平。已與相關公司在實際環境中進行試用合作,用于結構件受力變形情況的非接觸測量方向 。
掃碼關注,查看更多科技成果