安徽全場非接觸應(yīng)變與運(yùn)動(dòng)測量系統(tǒng)

變形監(jiān)測主要是指物體在使用過程中由于應(yīng)力等因素的影響而導(dǎo)致的形態(tài)變化。對于公路而言，由于荷載或修建因素的影響，更容易出現(xiàn)沉降變形等現(xiàn)象。實(shí)際上，變形監(jiān)測也適用于建筑物，如水庫、大橋等，對物體的沉降、變形、位移等方面的測量效果較好。在公路變形監(jiān)測中，基本監(jiān)測技術(shù)會(huì)采用水準(zhǔn)測量方式，以了解公路是否存在沉降情況。水準(zhǔn)測量是一種傳統(tǒng)的測量方法，通過測量基準(zhǔn)點(diǎn)的高程變化來判斷公路是否發(fā)生沉降。然而，這種方法需要人工操作，耗時(shí)耗力，并且只能測量局部區(qū)域的變形情況。為了提高變形監(jiān)測的效率和準(zhǔn)確性，光學(xué)非接觸應(yīng)變測量技術(shù)被普遍應(yīng)用于公路變形監(jiān)測中。光學(xué)非接觸應(yīng)變測量技術(shù)利用光學(xué)原理，通過測量物體表面的形變來判斷其變形情況。這種技術(shù)具有高精度、高效率、無需接觸物體等優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測公路的變形情況。光學(xué)非接觸應(yīng)變測量技術(shù)主要包括激光測距、光柵測量和數(shù)字圖像相關(guān)等方法。激光測距是利用激光束測量物體表面的距離變化，從而得到物體的形變情況。光學(xué)應(yīng)變測量技術(shù)在材料研究、結(jié)構(gòu)分析和動(dòng)態(tài)應(yīng)變分析等領(lǐng)域有普遍應(yīng)用。安徽全場非接觸應(yīng)變與運(yùn)動(dòng)測量系統(tǒng)

鋼材性能的測量主要涉及裂紋、孔洞、夾渣等方面，而焊縫的檢測則主要關(guān)注夾渣、氣泡、咬邊、燒穿、漏焊、未焊透以及焊腳尺寸不足等問題。對于鉚釘或螺栓，主要檢查漏焊、漏檢、錯(cuò)位、燒穿、漏焊、未焊透以及焊腳尺寸等。檢驗(yàn)方法包括外觀檢驗(yàn)、X射線、超聲波、磁粉、滲透性等。超聲波在金屬材料檢測中要求頻率高，功率不需要過大，因此具有高檢測靈敏度和測試精度。超聲檢測通常采用縱波檢測和橫波檢測（主要用于焊縫檢測）。在使用超聲檢查鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，需要注意測量點(diǎn)的平整度和光滑度。超聲波檢測是一種非接觸的檢測方法，通過將超聲波傳入被測物體中，利用超聲波在材料中的傳播特性來檢測材料的內(nèi)部缺陷。超聲波的傳播速度和衰減特性與材料的物理性質(zhì)和結(jié)構(gòu)有關(guān)，因此可以通過分析超聲波的傳播特性來判斷材料的質(zhì)量。在超聲波檢測中，縱波檢測主要用于檢測材料的內(nèi)部缺陷，如裂紋、孔洞等；橫波檢測主要用于檢測焊縫的質(zhì)量，如夾渣、氣泡等。通過分析超聲波的反射、折射和散射等特性，可以確定缺陷的位置、形狀和大小，從而評(píng)估材料的質(zhì)量。安徽VIC-2D數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)測量光學(xué)非接觸應(yīng)變測量具有無損、高精度和高靈敏度等優(yōu)點(diǎn)，普遍應(yīng)用于材料科學(xué)和工程結(jié)構(gòu)分析領(lǐng)域。

對于公路監(jiān)測而言，通常存在目標(biāo)占地面積大、監(jiān)測環(huán)境惡劣、復(fù)雜以及檢測技術(shù)要求高的情況。因此，采用常規(guī)方式進(jìn)行公路變形監(jiān)測不能有效保障監(jiān)測有效性，且勞動(dòng)強(qiáng)度大，需要監(jiān)測人員花費(fèi)大量時(shí)間投入，自動(dòng)化方面也存在欠缺。然而，運(yùn)用GNSS技術(shù)可以解決這些問題。GNSS技術(shù)是一種全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)，通過接收多顆衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)來進(jìn)行定位。由于GNSS技術(shù)在定位上精確度高，且不需要通視，能夠全天不間斷持續(xù)工作，因此在操作上能夠很大程度上節(jié)省勞動(dòng)力并將監(jiān)測提升到自動(dòng)化程度。研究表明，采用GNSS實(shí)施水平位移觀測時(shí)，能夠有效發(fā)現(xiàn)公路變形在2厘米以內(nèi)的位移矢量。這意味著，通過GNSS技術(shù)可以準(zhǔn)確監(jiān)測到公路的微小變形，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的問題，為公路維護(hù)和管理提供重要依據(jù)。即使在高程測量下，GNSS技術(shù)也能夠?qū)⒕瓤刂圃?0厘米之內(nèi)，滿足公路監(jiān)測的要求。

光學(xué)非接觸應(yīng)變測量方法具有許多優(yōu)勢，其中較重要的是其遠(yuǎn)程測量能力。傳統(tǒng)的接觸式應(yīng)變測量方法需要將傳感器與被測物體接觸，因此只能進(jìn)行近距離的測量。這限制了其在一些特殊應(yīng)用中的使用，特別是對于需要對遠(yuǎn)距離物體進(jìn)行應(yīng)變監(jiān)測的情況。光學(xué)非接觸應(yīng)變測量方法通過光學(xué)傳感器對物體進(jìn)行遠(yuǎn)程測量，可以實(shí)現(xiàn)對遠(yuǎn)距離物體的應(yīng)變測量。這種方法的工作原理是利用光學(xué)傳感器測量物體表面的形變，從而推斷出物體的應(yīng)變情況。由于不需要與物體接觸，光學(xué)非接觸應(yīng)變測量方法可以避免傳感器對被測物體的干擾，從而提高測量的準(zhǔn)確性和可靠性。光學(xué)非接觸應(yīng)變測量方法具有許多優(yōu)勢。首先，它具有高精度和高靈敏度。光學(xué)傳感器可以測量微小的形變，從而實(shí)現(xiàn)對物體應(yīng)變的精確測量。其次，光學(xué)非接觸應(yīng)變測量方法具有高速測量的能力。光學(xué)傳感器可以快速地獲取物體表面的形變信息，從而實(shí)現(xiàn)對物體應(yīng)變的實(shí)時(shí)監(jiān)測。此外，光學(xué)非接觸應(yīng)變測量方法是非破壞性的，不會(huì)對被測物體造成任何損傷。這對于一些對物體完整性要求較高的應(yīng)用非常重要。較后，光學(xué)非接觸應(yīng)變測量方法可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程測量，可以對遠(yuǎn)距離物體進(jìn)行應(yīng)變監(jiān)測。這對于一些需要對橋梁、高樓等結(jié)構(gòu)進(jìn)行應(yīng)變監(jiān)測的應(yīng)用非常重要。光學(xué)非接觸應(yīng)變測量的結(jié)果驗(yàn)證與應(yīng)用可以用于實(shí)際工程中的結(jié)構(gòu)變形分析和材料疲勞性能評(píng)估。

隨著我國航空航天事業(yè)的迅猛發(fā)展，新型飛行器的飛行速度不斷提高，這對其熱防護(hù)結(jié)構(gòu)提出了更高的要求。因此，熱結(jié)構(gòu)材料的高溫力學(xué)性能成為熱防護(hù)系統(tǒng)和飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。數(shù)字圖像相關(guān)法（DIC）是一種新興的光學(xué)非接觸應(yīng)變測量方法，相比傳統(tǒng)的變形測量方法，它具有適用范圍廣、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、操作簡單和測量精度高等優(yōu)點(diǎn)，特別是在高溫實(shí)驗(yàn)中具有獨(dú)特的優(yōu)勢。在某單位的研究中，他們采用了兩臺(tái)高速相機(jī)來拍攝風(fēng)洞中風(fēng)載下垂尾模型的震顫情況。通過光學(xué)應(yīng)變測量系統(tǒng)，他們分析了不同風(fēng)速下各個(gè)位置（標(biāo)記點(diǎn)）的振動(dòng)情況以及散斑（C區(qū)域）的變形狀態(tài)。通過這些數(shù)據(jù)，他們獲得了該尾翼的振動(dòng)模態(tài)參數(shù)和振型。光學(xué)非接觸應(yīng)變測量方法的優(yōu)勢在于它可以在不接觸被測物體的情況下獲取其應(yīng)變信息。這對于高溫實(shí)驗(yàn)來說尤為重要，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的接觸式應(yīng)變測量方法在高溫環(huán)境下往往無法正常工作。而光學(xué)非接觸應(yīng)變測量方法可以通過分析圖像中的散斑變形來獲取物體的應(yīng)變信息，從而實(shí)現(xiàn)對高溫結(jié)構(gòu)的應(yīng)變測量。光學(xué)非接觸應(yīng)變測量可以通過光纖光柵傳感器實(shí)現(xiàn)非接觸式的多個(gè)應(yīng)變分量測量。廣西三維全場數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)應(yīng)變與運(yùn)動(dòng)測量系統(tǒng)

光學(xué)非接觸應(yīng)變測量在工程領(lǐng)域得到普遍應(yīng)用，但對于復(fù)雜結(jié)構(gòu)或多個(gè)應(yīng)變分量的測量仍需探討。安徽全場非接觸應(yīng)變與運(yùn)動(dòng)測量系統(tǒng)

光學(xué)非接觸應(yīng)變測量范圍和測量精度之間存在一種平衡關(guān)系。在實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)具體的測量要求來選擇合適的測量范圍和測量精度。對于一些應(yīng)變范圍較大但要求較低精度的測量，可以選擇具有較大測量范圍但較低靈敏度的測量系統(tǒng)。而對于一些應(yīng)變范圍較小但要求較高精度的測量，需要選擇具有較小測量范圍但較高靈敏度的測量系統(tǒng)。此外，還可以通過一些技術(shù)手段來提高測量范圍和測量精度的平衡。例如，可以采用多點(diǎn)測量的方法來擴(kuò)大測量范圍，同時(shí)通過數(shù)據(jù)處理和校正算法來提高測量精度。另外，還可以結(jié)合其他測量方法，如應(yīng)變片測量、電阻應(yīng)變計(jì)測量等，來實(shí)現(xiàn)更大范圍和更高精度的應(yīng)變測量。綜上所述，光學(xué)非接觸應(yīng)變測量的測量范圍和測量精度之間存在一種平衡關(guān)系。測量范圍的增大會(huì)導(dǎo)致測量精度的降低，而提高測量精度往往需要增加系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本。在實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)具體的測量要求來選擇合適的測量范圍和測量精度，并可以通過技術(shù)手段來提高測量范圍和測量精度的平衡。安徽全場非接觸應(yīng)變與運(yùn)動(dòng)測量系統(tǒng)