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2D Digital Image Correlation

Obtenga información adicional útil sobre el comportamiento de la probeta, además de la medición estándar de la deformación.
La correlación de imágenes digitales muestra las deformaciones locales en 2D de toda el área de la probeta.

Descripción Ejemplos Diferencias 2D / 3D Preparación de probetas Secuencia Herramientas de análisis Máquinas de ensayos

¿Qué es la correlación de imágenes digitales 2D?

La 2D Digital Image Correlation (correlación digital de imágenes) visualiza deformaciones y alargamientos sobre toda la superficie visible de la probeta. El extensómetro sin contacto videoXtens registra series de imágenes durante el ensayo, compara imagen por imagen y calcula los desplazamientos en un campo de facetas previamente definido. Cada faceta contiene un número definido de píxeles de la cámara. A partir de estos datos, se crean mapas de deformación bidimensionales de colores ("mapas de extensión"), que permiten analizar el comportamiento de la probeta a simple vista.

¿Dónde se utiliza la correlación de imágenes digitales?

La correlación de imágenes digitales 2D de ZwickRoell (abreviado: DIC 2D) se emplea para analizar el comportamiento de las probetas bajo carga. El comportamiento de la probeta se visualiza, en el software, en color y le proporciona información sobre las deformaciones locales no homogéneas y otras particularidades. Dichas deformaciones locales se pueden analizar con más precisión mediante diferentes herramientas, como por ejemplo con longitudes iniciales virtuales o bandas extensométricas virtuales.

La correlación de imágenes digitales también se utiliza para verificar los resultados de la medición de la deformación en tiempo real. Además, detecta rápidamente errores del montaje de ensayo, como por ejemplo una alineación incorrecta de la probeta.

La DIC 2D de ZwickRoell es una opción de software para el videoXtens. La medición de campo completo deja mucho margen para diferentes formas de probeta: Con la correlación de imágenes digitales, se analizan incluso componentes, probetas complejas con entalladuras o materiales no homogéneos.

Ejemplos de aplicación de la correlación de imágenes digitales 2D

  • Uso eficiente de bandas extensométricas virtuales en el ensayo de cizallamiento con probetas entalladas según las normas ASTM D 5379 y ASTM D 7078
  • Ensayo de tracción con orificio central (Open-Hole Tension, OHT) según ASTM D 5766 con Determinación de las tensiones en el orificio
  • Validación del modelo FE (elementos finitos): Comparación del campo de desplazamientos y el campo de deformaciones con la simulación FE
  • Determinación de las curvas de tensión-deformación (reales, técnicas)
  • Valoración del fallo de la probeta mediante la evaluación del punto de rotura, por ejemplo, con la determinación de un máximo de deformación local en el punto de rotura.
  • Verificación de la heterogeneidad del material e identificación del fallo local

Diferencia entre la correlación de imágenes digitales 2D y 3D

Para muchas aplicaciones, no es necesario el DIC 3D. Un análisis DIC bidimensional es suficiente si la superficie de medición es plana y no se produce torsión, inclinación de la superficie ni ningún movimiento lateral significativo de la probeta durante el ensayo.

Un sistema DIC 3D se utiliza para la medición tridimensional de, por ejemplo, componentes y probetas redondas, y requiere un hardware y un software especiales. Los sistemas para la correlación de imágenes digitales 3D se conectan a la máquina de ensayos de materiales de ZwickRoell a través de un módulo.

Preparación de probetas para DIC 2D

Mediante pulverización, se aplica de forma fácil y simple un patrón de contraste sobre la probeta.

No es necesaria ninguna marca adicional para la medición de la extensión en vivo. Sobre este patrón, se aplican marcas de medición virtuales por software.

 

Ver más: La opción de software DIC 2D de ZwickRoell

La opción 2D Digital Image Correlation no requiere ningún hardware adicional. Se trata de una opción de software que se combina con el videoXtens y complementa el sistema de medición de deformación instalado con una función adicional.

De este modo, se puede realizar la medición de la deformación y, a continuación, el análisis DIC 2D en vivo con un solo extensómetro.

Los sistemas de Array de ZwickRoell ofrecen una alta resolución combinada con un gran campo de visión. Estos incorporan varias cámaras, por ejemplo, el modelo videoXtens 2-150 HP. De este modo, el modo 2D DIC le permitirá ver más.

Un único software para todo: testXpert

La opción 2D Digital Image Correlation está completamente integrada en testXpert integriert. Esto significa que la medición en vivo y el análisis DIC 2D se realizan con un solo software. Todos los datos de medición, los resultados de ensayo y las imágenes se guardan, gestionan y evalúan en conjunto. Los valores de deformación del análisis DIC 2D se pueden mostrar y evaluar en la curva de tensión-deformación. Hecho que la convierte en una opción potente.

  • Los datos de medición, los resultados del ensayo y las imágenes se guardan, gestionan y evalúan en conjunto. Puede analizar todos los valores medidos de forma sencilla y completa en conjunto. Los valores de deformación del análisis DIC 2D se pueden mostrar y evaluar en la curva de tensión-deformación.
  • Puede llegar a su objetivo rápidamente y con unos pocos clics: Cuando se especifica un flujo de trabajo, el usuario es guiado paso a paso desde la configuración hasta el análisis y la visualización de los valores medidos.
  • Los parámetros de análisis elaborados se pueden guardar en testXpert y utilizar en repetidas ocasiones.
  • Resultados fiables: Los valores medidos en la correlación de imágenes digitales están sincronizados con los valores de medición de la máquina de ensayos.
  • A través de la opción Test Re-Run, también se puede crear una nueva probeta para diferentes evaluaciones. De esta forma, se puede recuperar la evaluación en cualquier momento.

Ejemplo de una secuencia de análisis de correlación digital de imágenes

Paso 1 Definir marco(s) y cuadrícula
Paso 2 Iniciar correlación
Paso 3 Analizar
Paso 4 Test Re-Run

Paso 1 Definir marco(s) y cuadrícula

Defina simplemente el área de la imagen que desea analizar en un marco. Con la ayuda de una caja de herramientas que contiene marcos de diferentes formas, como círculos o polígonos, también puede crear marcos irregulares o definir recortes. También puede utilizar varios marcos con diferentes resoluciones.

Hay tres ajustes predeterminados disponibles que resultan muy útiles para definir las facetas y la resolución. También puede seleccionar o adaptar los ajustes de forma individual. También permite realizar las mediciones en diferentes niveles que tienen diferentes distancias respecto al eje de ensayo como , por ejemplo, en el caso de probetas desplazadas. Para ello, se puede ajustar la distancia entre el plano de la probeta y el eje de ensayo individualmente.

Paso 2 Iniciar correlación

Con la correlación, se calculan los desplazamientos y deformaciones entre las facetas utilizando los parámetros definidos en el marco. Para la correlación, se pueden deseleccionar las imágenes selectivamente, por ejemplo, las imágenes posteriores a la rotura de la probeta.

Paso 3 Analizar

Para la evaluación, dispone de una gran selección de herramientas de análisis y visualización.

El mapa de colores y el diagrama se visualizan claramente en una pantalla de análisis común. Las herramientas de análisis como, por ejemplo, las longitudes de medición, se pueden arrastrar por el mapa de colores, los valores actuales se visualizan en el diagrama de forma simultánea, ¡sin demoras! Puede utilizar la línea de tiempo para consultar cualquier momento del ensayo para aplicar las herramientas de análisis en las áreas principales con precisión.

Paso 4 Test Re-Run

A través de la opción Test Re-Run se combinan los resultados de las diferentes herramientas de análisis DIC 2D en testXpert con los valores de medición del ensayo en vivo. De esta forma, se muestran los valores de deformación del análisis DIC 2D en la curva tensión-deformación.

Y a partir de aquí se calculan de nuevo los valores característicos del material.

2D Digital Image Correlation (DIC):Analizar, así de fácil

Herramientas de análisis
Elaboración gráfica / diagramas
Opciones de exportación

Herramientas de análisis

  • Puntos de medición: Puede colocarlos en cualquier lugar dentro de un mapa de deformaciones.
  • Longitudes de medición o «extensómetros virtuales»: Defina dos puntos dentro del mapa de deformaciones entre los que desee determinar la variación de distancia.
  • Líneas de corte: A lo largo de las líneas se visualizan las curvas de deformación. La línea de corte se deforma con la probeta. Además, hay una pila de líneas de corte, a través de la cual se muestran los intervalos seleccionados en un diagrama y se puede ver la evolución temporal de la línea de corte.
  • Bandas extensométricas virtuales: Puede definir la posición, el tamaño y el ángulo de las bandas extensométricas virtuales individualmente. Además, se pueden colocar varias bandas extensométricas virtuales superpuestas en diferentes ángulos. Por ejemplo, se pueden combinar dos bandas extensométricas virtuales para formar una banda extensométrica biaxial con retículas de medición a 90° entre sí. Las bandas extensométricas virtuales de la correlación de imágenes digitales pueden ahorrarle mucho tiempo y dinero.

Elaboración gráfica / diagramas

Las herramientas de análisis se pueden arrastrar con el ratón por el mapa de colores, los valores actuales se visualizan en el diagrama de forma simultánea, ¡en tiempo real! Puede utilizar la línea de tiempo para consultar cualquier momento del ensayo.

Los siguientes valores de medición se pueden representar en forma de mapas de deformación y de diagrama:

  • Desplazamientos en sentido X
  • Desplazamientos en sentido Y
  • Deformaciones longitudinales locales Ɛx
  • Deformaciones longitudinales locales Ɛy
  • Deformaciones longitudinales locales Ɛxy
  • Deformaciones normales máximas
  • Deformaciones normales mínimas
  • Coeficiente de Poisson
  • Tensiones equivalentes de von Mises

Los mapas de vectores se pueden mostrar en todos los mapas de deformación, mostrando los principales sentidos de extensión.

Opciones de exportación

Para realizar simulaciones o utilizar los datos fuera del entorno de testXpert, la opción Digital Image Correlation ofrece posibilidades de exportación:

  • Exportación de los datos individuales en formato .csv
  • Exportación del vídeo en formato .avi
  • Exportar mapa de color / diagrama en formato .bmp

¿Qué particularidad tiene la línea de intersección en la correlación de imágenes digitales 2D?

Con la ayuda de la línea de corte, las curvas de deformación se visualizan longitudinal o transversalmente a la probeta. La línea de corte se deforma con la probeta. De modo que no se trata de una línea de corte fijada en la imagen, sino que se realiza un seguimiento estricto del comportamiento de la probeta durante el ensayo.

Una función especial de la línea de corte es la pila de líneas de corte: Los pasos temporales seleccionados pueden visualizarse en un diagrama. De esta forma se visualiza la evolución temporal de la línea de corte.

¿Qué hace que las bandas extensométricas virtuales sean tan eficiente?

Las bandas extensométricas virtuales son eficientes, dado que presentan una alternativa económica a las bandas extensométricas aplicadas. Se ahorra el tiempo de aplicación de las bandas extensométricas. Una herramienta de análisis muy eficaz para la correlación de imágenes digitales.

Las bandas extensométricas virtuales son flexibles: La posición, el tamaño y el ángulo se definen individualmente. También se pueden colocar superpuestas. De esta forma, dos bandas extensométricas virtuales se convierten en una banda extensométrica biaxial con retículas de medición a 90° entre sí.

Además de la información de deformación local en la posición de la banda extensométrica, el DIC 2D también permite ver toda la probeta.

¿Qué nos muestran los mapas de vectores?

Los mapas de vectores muestran los principales sentidos de la extensión. Con ellos, son visibles todos los estados de deformación en toda el área de evaluación y se obtiene rápidamente obtiene una buena comprensión global de la probeta.

Tienen la función de ampliar de forma eficaz las opciones de visualización dentro de la correlación de imágenes digitales.

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