日常生活中，我們經(jīng)常會接觸到金屬、塑料、聚合物、混凝土等各式各樣的材料。在這些材料被制作為成品使用之前，通常需要對其性能進行測試，以保證該材質符合生產、使用的要求，再根據(jù)其不同的特性被廣泛應用于日常用品、工程建筑、航天航空等領域。今天我們就來了解一下材料性能測試相關的知識。

材料的選擇在許多行業(yè)中起著至關重要的作用。作為結構完整性的一部分，新材料部件（如金屬、合金、混凝土、聚合物、陶瓷、模制塑料或復合材料）的機械特性對于實現(xiàn)最佳的安全性、耐久性、柔韌性、強度重量比、性能、可靠性和成本效益至關重要。

科學研究者、工程師在進行產品設計、真實模擬試驗時，需要對材料的特性有準確的了解，如應力、應變、拉伸模量和泊松比。精準的材料性能數(shù)據(jù)可以有效地避免現(xiàn)場故障，并幫助提前預測可能出現(xiàn)的問題。

隨著科技的不斷進步發(fā)展，不同材料的種類、應用場景也不斷推陳出新，而傳統(tǒng)的應力應變測量，采用接觸式應變片、應變計，無法進行全場測量，無法測量大變形的斷裂，很難收集到裂縫發(fā)生的測量數(shù)據(jù)，應變計也無法檢測斷裂的關鍵時刻，并記錄材料結構表面的變形。因為器材布置繁瑣、獲取數(shù)據(jù)單一、無法獲取三維數(shù)據(jù)等弊端，傳統(tǒng)測量手段已經(jīng)很難滿足對材料全方面性能測試的要求。

應時而生的VDA三維全場應變測量儀

針對測量市場對數(shù)據(jù)要求更全面、準確的背景下，專注于視覺技術研究的深圳市如本科技有限公司，基于自身對DIC（數(shù)字圖像相關法）技術擁有資深的研究和積累，結合應變測量領域的難點、痛點和實際需求出發(fā)，推出了非接觸式的三維全場應變測量儀，具備了三維、二維全場位移、全場應變的測量功能，實現(xiàn)了實時觀測測試目標的應變云圖，并可對測量數(shù)據(jù)完整保存，便于查閱復核，滿足不同試驗場景下的測量需求。

VDA全場應變測量儀技術原理

VDA全場應變測量儀采用如本科技自研的超高精度圖像插值、位移跟蹤、近距和遠距高精度視覺標定等核心算法，通過對比多幅圖像中圖案或像素的變化，精確跟蹤被測目標物體上各點的移動。充分利用 GPU 算法進行加速，在保證分析精度的同時，實現(xiàn)了對二維和三維信息的實時高精度監(jiān)測。

VDA視覺技術原理圖

VDA全場應變測量儀產品優(yōu)勢

如本科技的VDA三維全場應變位移分析系統(tǒng)，可以動態(tài)分析多種材料在各種復雜實驗條件下的力學性能。并能與試驗機完美結合，采用非接觸式的測量方式，測量柔軟和堅硬的標準外形和異形的材料在常溫、高溫、低溫條件下的全場三維位移和應變。可以用于單向加載、多向加載、以及疲勞試驗中的變形測試，并基于快速的分析速度實現(xiàn)應變數(shù)據(jù)的實時反饋。同時可代替引伸計和應變片測量材料的應變。

布置簡便快捷 一體式結構設計，非接觸式測量系統(tǒng)，實現(xiàn)1分鐘快速三維標定。

全場應變測量 VDA不局限于單點測量，可獲取三維全場的位移、應變數(shù)據(jù)。

超高精度分析 自研高精度分析算法，可實現(xiàn)10個微應變精準數(shù)據(jù)分析。

高速實時反饋點式動態(tài)實時測量速度高達1000Hz，并實現(xiàn)應變數(shù)據(jù)的動態(tài)實時反饋。

幅面廣范圍大測量幅面可自由調節(jié)至 10000*7500mm（可定制更大幅面）；

應變數(shù)據(jù)測量滿足0.002%~2000%范圍。

適用范圍廣泛適用于多種材質、不規(guī)則異形試樣以及低溫、高溫、輻射等復雜測試環(huán)境。

VDA全場應變測量儀市場應用

如本科技自研的VDA全場應變測量儀，可用于機械、材料、力學、建筑、土木等多個學科的科學研究與工程測量中，適用于不同材料的不同試驗場景，包括拉伸壓縮剪切、彎曲、疲勞試驗、滯回曲線、結構模型靜載和動載、高溫拉伸、巴西圓盤、離心機邊坡試驗、模擬采礦相似模擬試驗、杯凸試驗等。

VDA全場應變測量儀在試驗中的應用

VDA全場應變測量儀試驗展示

材料拉伸試驗

對塑料試件進行拉伸，通過VDA觀測試件的全場形變和應變，生成拉伸位移熱力圖，直觀地觀測應變力具體分布，應變最大、最容易發(fā)生斷裂的位置。

材料拉伸位移熱力圖（應變分辨率：2個微應變）

帶孔試樣拉伸試驗

通過自定義觀測區(qū)域，精確捕捉應力集中的區(qū)域，高精度、實時計算出帶孔洞材料受力應變。

帶孔試樣拉伸試驗（應變分辨率：2個微應變）

不規(guī)則試樣加載試驗

通過VDA三維全場應變測量儀，能夠在各種試驗方式、測試環(huán)境下，分析材料的力學性能；可與多種試驗機結合，測量軟硬材質、多尺寸（微米級到厘米級）、多種復雜外形的試樣，獲取全場三維應變和位移數(shù)據(jù)，實時測量三維變形。

不規(guī)則試樣加載試驗

在實際應用中，如本科技VDA全場應變測量儀憑借簡便高效的工作方式、穩(wěn)定精確的數(shù)據(jù)輸出，已經(jīng)為各類高校、科學研究所、企業(yè)研發(fā)中心等機構的實驗測試帶來了實質性的幫助與提升。作為注重研發(fā)的科技型企業(yè)，如本科技與客戶保持緊密的合作關系，為國產視覺測量系統(tǒng)的研發(fā)和升級而不斷努力。

審核編輯黃昊宇