REJESTRACJA I ANALIZA PÓL PRZEMIESZCZEŃ I ODKSZTAŁCEŃ ZA POMOCĄ SYSTEMU CYFROWEJ KORELACJI OBRAZU 3D

W ostatnich latach jako alternatywę dla tradycyjnych metod pomiarowych przemieszczeń i odkształceń zaczęto intensywnie rozwijać metody bezkontaktowego pomiaru opierające się na systemach optyczno-elektronicznych. Jednym z takich bezkontaktowych systemów pomiarowych jest system cyfrowej korelacji obrazu (ang. Digital Image Correlation, DIC), umożliwiający rejestrację i analizę pól przemieszczeń i odkształceń na powierzchni badanego obiektu w przestrzeni trójwymiarowej. W artykule przedstawiono system 3D DIC na przykładzie systemu Q-450 firmy Dantec Dynamics oraz jego zastosowanie w badaniach połączeń elementów konstrukcji stalowych; omówiono zasadę jego działania i etapy badań. Ponadto w pracy opisano zalety i ograniczenia systemu oraz zakres jego zastosowań. Narzędzia analizy pól przemieszczeń i odkształceń dostępne w programie Istra 4D, stanowiącym część systemu Q-450, pozwalają na szczegółowe określenie deformacji próbki i zjawisk zachodzących w czasie jej obciążania oraz stwarzają możliwość różnorodnej wizualizacji wyników badań. Informacje zawarte w artykule mogą być przydatne dla przyszłych użytkowników systemu i przyczynić się do szerszego stosowania metod bezkontaktowych w pomiarach przemieszczeń i odkształceń.

Pełny tekst (pdf)

[1]  Kohut P., Kurowski P.: Zastosowanie trójwymiarowych technik wizyjnych do pomiaru i analizy drgań, Diagnostyka , nr 3, 2007, s. 55-63.

[2]  Kubit A., Mączka T.: Zastosowanie techniki wizyjnej w pomiarze odkształcenia bezwzględnego warstwy kleju w spoinie, Pomiary Automatyka Robotyka, R. 16,
nr 5, 2012, s. 91-97.

[3]  Dietrich L., Grzywna P., Kukla D., Wykorzystanie metod optycznych do lokalizacji uszkodzeń zmęczeniowych, Przegląd Spawalnictwa, R. 84, nr 13, 2012, s. 16-18.

[4]  Chu T. C., Ranson W. F., Sutton M. A., Peters W. H.: Application of digital-image correlation techniques to experimental mechanics, Experimental Mechanics, no. 25, 1985, pp. 232-244.

[5]  Peters W. H., Ranson W. F., Sutton M. A., et al: Applications of digital image correlationmethods to rigid body mechanics, Optical Engineering, no. 22, 1983, pp. 738-742.

[6]  Peters W. H., Ranson W. F.: Digital imaging technique in experimental stress analysis, Optical Engineering, no. 21, 1982, pp. 427-431.

[7]  Uhl T., Kohut P., Holak K.: Diagnozowanie konstrukcji z zastosowaniem korelacji obrazu, Diagnostyka, nr 3(43), 2007, s. 15-24.

[8]  Szymczak T., Kowalewski Z. L., Brodecki A.: Metoda cyfrowej korelacji obrazu
w badaniach materiałów i elementów, Dozór Techniczny, z. 4, 2016, s. 22-31.

[9]  Hagara M., Huňady R., Lengvarský P., Bocko J.: Numerical Verification of a Full-field Deformation Analysis of a Specimen Loaded by Combined Loading, American Journal of Mechanical Engineering, vol. 2, no. 7, 2014, pp. 307-311.

[10] Frankovský P., Virgala I., Hudák P., Kostka J.: The use of the digital image correlation in a strain analysis, Int. J. of Applied Mechanics and Engineering, vol. 18,
no. 4, 2013, pp. 1283-1292.

[11] Trebuňa F., Huňady R., Bobovský Z., Hagara M.: Results and Experiences from the Application of Digital Image Correlation in Operational Modal Analysis, Acta Polytechnica Hungarica, 2013, vol. 10, no. 5, pp. 159-174.

[12] Instrukcja obsługi systemu Q-450: Q-450 SYSTEM Operation Manual, Dantec Dynamics, 2013.

[13] http://www.dantecdynamics.com/digital-image-correlation (dostęp: 30.09.2016 r.).

[14] Turoń B., Ziaja D., Miller B.: Wykrywanie uszkodzeń węzłów ramy stalowej z wykorzystaniem metody cyfrowej korelacji obrazu, Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury – Journal of Civil Engineering, Environment And Architecture, JCEEA, tom XXXIV, z. 64 (2/II/17), kwiecień-czerwiec 2017, s. 185-198, DOI: 10.7862/rb.2017.91.

[15] Szymczak T., Grzywna P., Kowalewski Z. L.: Nowoczesne metody określania wytrzymałościowych właściwości materiałów konstrukcyjnych, Transport Samochodowy, z. 1, 2013, s. 79-104.

[16] Lord J. D.: Digital Image Correlation (DIC), Modern Stress and Strain Analysis.
A state of the art guide to measurement techniques. BSSM Technical Editors:
J. Eaton Evans, J. M. Dulieu-Barton, R. L. Burguete, 2009, s. 14-15.

[17] Kowalewski Z. L., Szymczak T.: Podstawy tensometrii elektrooporowej oraz praktyczne jej zastosowania, Dziewiętnaste Seminarium Nieniszczące Badania Materiałów, Zakopane, 12-15 marca, 1, s. 69-91, 2013.

[18] Błyskal E., Ślęczka L.: Badania doświadczalne rozciąganych kątowników łączonych za pomocą jednej śruby, Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury – Journal of Civil Engineering, Environment And Architecture, JCEEA, tom XXXIII, z. 63 (1/I/16), styczeń-marzec 2016, s. 323-330, DOI: 10.7862/rb.2016.38.

[19] D. Kukla, A. Kozłowski: Badania doświadczalne spawanych połączeń kątowników nierównoramiennych z blachą węzłową, Inżynieria i Budownictwo, nr 10, 2016, s. 543-547.