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2D Digital Image Correlation

Obtenez de précieuses informations supplémentaires sur le comportement de l'éprouvette en plus de la mesure standard de la déformation!
La DIC 2D de ZwickRoell permet de visionner les déformations locales, en 2D, sur toute la surface de l'éprouvette.

Description Exemples Différence 2D / 3D Préparation des éprouvettes Déroulement Outils d’analyse Extensomètres

Qu’est ce que la 2D Digital Image Correlation?

La corrélation d'images numériques 2D permet de visualiser les déformations et allongements sur toute la surface visible de l'éprouvette. L'extensomètre sans contact videoXtens prend des séries d'images pendant l’essai, compare les images les unes aux autres et calcule les déplacements dans un champ de facettes préalablement défini. Chaque facette contient un nombre défini de pixels de caméra. Des cartes de déformation bidimensionnelles et colorées ("cartes de déformation"), permettant d'analyser le comportement de l'éprouvette d'un seul coup d'œil, sont créées à partir de ces données.

Où utiliser la Digital Image Correlation?

La 2D Digital Image Correlation de ZwickRoell (abréviation courante:DIC 2D) est utilisée pour analyser le comportement de l'éprouvette sous charge. Le comportement de l'éprouvette est visualisé en couleur, dans le logiciel, et vous donne des indications sur les déformations locales inhomogènes et autres caractéristiques particulières. Grâce aux différents outils d'analyse, par exemple à l’aide des longueurs de référence virtuelles ou des jauges de contrainte virtuelles, vous évaluez ces déformations locales plus précisément.

La corrélation d'images numériques est également utilisée pour vérifier les résultats des mesures de déformation Live. Lle erreurs dans le montage d'essai sont en outre rapidement visibles, par exemple un alignement imprécis de l'éprouvette.

La DIC 2D de ZwickRoell est une option logicielle pour le videoXtens. L'évaluation sur toute la surface laisse une grande liberté quant à la forme de l'éprouvette: La la Digital Image Correlation vous permet même d'analyser les composants les plus complexes, les éprouvettes avec évidements ou les matériaux non homogènes.

Exemples d’application pour 2D Digital Image Correlation

  • Utilisation de jauges de contrainte virtuelles lors de l’essai de cisaillement avec éprouvettes entaillées selon ASTM D 5379 et ASTM D 7078
  • Essai Open-Hole Tension (OHT) selon ASTM D 5766 avec détermination des états de contrainte sur le trou
  • Validation du modèle FE: Comparaison du champ de déplacement et de déformation avec la simulation FE
  • Détermination des courbes de contrainte-déformation (vraies, techniques)
  • Évaluation de la défaillance de l'éprouvette par exploitation du point de rupture, par exemple par détermination d'un maximum d'allongement local au point de rupture
  • Vérification de l'hétérogénéité du matériau et identification de la défaillance locale

Différence entre la corrélation d’images numériques 2D et 3D

Nombreuses sont les applications qui ne nécessitent pas de corrélation tridimensionnelle. Lorsque la surface de mesure est plane et qu’aucune torsion de l’éprouvette (basculement de surface ou mouvement latéral important) ne se produit en essai, l’analyse bidimensionnelle numérique s’avère suffisante.

Un système DIC 3D - nécessitant un matériel et un logiciel spécifique - sera, par exemple, utilisé pour la mesure tridimensionnelle de composants et d'éprouvettes cylindriques. Les systèmes pour la 3D Digital Image Correlation sont connectés à la machine d’essai ZwickRoell via un module.

Préparation des éprouvettes pour le DIC 2D

Un motif très contrasté est appliqué rapidement sur l’éprouvette par pulvérisation.

Aucun marquage supplémentaire n'est nécessaire pour la mesure de la déformation. Des marques de mesure virtuelles sont placées par le logiciel sur le motif existant.

 

En voir plus: L'option logicielle DIC 2D de ZwickRoell

L’option 2D Digital Image Correlation ne nécessite aucun matériel supplémentaire. L'option logicielle est associée au videoXtens et ajoute une fonction supplémentaire au système d'extensomètre déjà installé.

Cela permet d'effectuer la mesure de la déformation en direct avec un seul extensomètre puis d'effectuer l'analyse 2D DIC.

Grâce aux systèmes Array de ZwickRoell, vous bénéficiez d’une résolution élevée combinée à un large champ visuel. Ces derniers sont équipés de plusieurs caméras, telles par exemple le videoXtens 2-150 HP. Utiliser le mode 2D DIC vous permet de mieux voir.

Un seul logiciel pour toutes les applications: testXpert

L’option 2D Digital Image Correlation est entièrement intégrée à testXpert integriert. Cela signifie que la mesure simultanée et l'analyse DIC 2D sont effectuées avec un seul logiciel. Toutes les valeurs mesurées, résultats d’essai et images sont stockés, gérés et exploités en commun. Les valeurs de déformation issues de l'analyse DIC 2D sont affichées et exploitées dans la courbe contrainte-déformation. L'option est particulièrement puissante.

  • Les valeurs mesurées, les résultats de tests et les images sont stockés, gérés et évalués ensemble. Vous pouvez aisément analyser toutes les valeurs mesurées. Les valeurs de déformation issues de l'analyse DIC 2D sont affichées et exploitées dans la courbe contrainte-déformation.
  • Quelques clics suffisent à atteindre l’objectif: Grâce à la spécification d’un flux de travail, vous êtes guidé pas à pas de la mise en place à l'analyse et à l'affichage des valeurs mesurées.
  • Une fois les paramètres d'analyse créés, vous pouvez les sauvegarder dans testXpert et les ré-utiliser à l'infini.
  • Fiabilité des résultats: Les valeurs mesurées de la Digital Image Correlation sont synchronisées sur les valeurs de la machine d’essai.
  • Via le test Re-Run, vous pourrez, de plus, créer une nouvelle éprouvette pour diverses exploitations. L'exploitation est interrogeable à tout moment.

Exemple de déroulement d’une analyse Digital Image Correlation

1.
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4. Test Re-Run

1.

Définissez la zone d’image à analyser à l’aide d’un masque. À l'aide de la boîte à outils correspondante, vous pourrez également créer des masques irréguliers ou définir des évidements. Plusieurs masques, pour lesquels différentes résolutions peuvent également être définies, sont possibles.

Trois paramètres par défaut vous sont proposés pour définir les facettes et la résolution. De même, les réglages peuvent être sélectionnés ou adaptés individuellement. Pour ce faire, la distance entre le plan de l'éprouvette et l’axe d’essai peut être réglée individuellement.

2.

La corrélation permet, grâce aux paramètres définis dans le masque, de calculer les déplacements et déformations entre les facettes. Les images peuvent être désélectionnées pour la corrélation, par exemple les images après une rupture de l'éprouvette.

3.

Un large choix d'outils d'analyse et de représentation graphique vous est proposé.

Une carte en couleur et un diagramme sont affichés dans une vue d'analyse commune. Les outils d'analyse (par exemple les longueurs de référence) peuvent être déplacés sur la carte grâce à un glisser-déposer, les valeurs correspondantes s’affichent simultanément dans le diagramme!

4. Test Re-Run

Test Re-Run combine les résultats des différents outils d'analyse DIC 2D de testXpert avec les valeurs mesurées de l'essai.

Cela permet également le calcul rétrospectif des paramètres de matériau.

2D Digital Image Correlation (DIC):Analyser en toute simplicité

Outils d’analyse
Création graphique / Diagrammes
Options d’exportation

Outils d’analyse

  • Points mesurés: Vous pouvez les placer à n’importe quel endroit d’une carte vectorielle.
  • Longueurs de référenceou „extensomètres virtuels“: Définissez deux points dans la carte de déformation entre lesquels la variation d’écartement devra être déterminée.
  • Lignes de section: Les courbes de déformation sont visualisées le long des lignes. Les lignes de section se déforment avec l’éprouvette. Un empilement de lignes de section, permettant d'afficher les étapes temporelles sélectionnées dans un diagramme et de visionner le développement temporel de la ligne de section, est de plus proposé.
  • Jauges de contrainte virutelles: Vous pouvez définir individuellement la position, la taille et l'angle des jauges de contrainte virtuelles. Plusieurs jauges de contrainte virtuelles peuvent, de plus, être placées les unes au-dessus des autres à différents angles. Deux jauges de contrainte virtuelles pourront, par exemple, être associées pour former une jauge de contrainte biaxiale dont les grilles de mesure seront orientées à 90° l'une par rapport à l'autre. Les jauges virtuelles de la Digital Image Correlation permettent des gains de temps et une réduction non-négligeable des coûts.

Création graphique / Diagrammes

Les outils d'analyse pourront être déplacés sur la carte grâce à un glisser-déposer; les valeurs correspondantes seront alors affichées en simultané dans le diagramme – sans aucun délai! La barre de temps vous permet d'appeler n'importe quel instant de l'essai.

Les valeurs mesurées suivantes peuvent être représentées sous forme de cartes de déformation et de diagrammes:

  • Déplacements en direction X
  • Déplacements en direction Y
  • Allongements longitudinaux locaux Ɛx
  • Allongements transverses locaux Ɛy
  • Allongements de cisaillement locaux Ɛxy
  • Allongements normaux maxi.
  • Allongements normaux mini.
  • Coefficient de Poisson
  • Contraintes équivalentes déterminées d’après Von Mises

Les cartes vectorielles peuvent être affichées dans toutes les cartes de déformation pour montrer les principales directions de déformation.

Options d’exportation

Pour des simulations ou une utilisation, distincte, des données en dehors de testXpert, l'option Digital Image Correlation offre des possibilités d'exportation:

  • Exportation des données individuelles au format .csv
  • Exportation de la vidéo au format .avi
  • Exporter la carte couleur / le diagramme au format .bmp

Quelle est la particularité de la ligne de section dans la 2D Digital Image Correlation?

Les courbes de déformation sont visualisées le long ou en travers de l'éprouvette, à l’aide de la ligne de section. Au cours de ce processus, la ligne de section se déforme avec l’éprouvette. Ce n’est pas une ligne de section fixée sur l'image, mais un outil de suivi de comportement de l’éprouvette pendant l’essai.

L’empilement de lignes de section est une fonction particulière de la ligne de section: L’empilement permet d'afficher les étapes temporelles sélectionnées dans un diagramme. Vous pouvez visionner le développement temporel de la ligne de section.

Pourquoi les jauges de contrainte virtuelles sont-elles si efficaces?

Particulièrement économiques, les jauges de contrainte virtuelles offrent une alternative avantageuse aux jauges de contrainte collées. Des gains de temps sont réalisés, grâce à la suppression de l’étape correspondante. Un outil d'analyse très efficace de la Digital Image Correlation.

Les jauges de contrainte virtuelles offrent une grande souplesse d’usage: La position, la taille et l'angle sont déterminés individuellement. Vous pouvez également placer les jauges de contrainte les unes au dessus des autres. Deux jauges de contrainte virtuelles pourront ainsi former une jauge de contrainte biaxiale dont les grilles de mesure seront orientées à 90° l'une par rapport à l'autre.

En plus d’informations sur la déformation locale à l'emplacement de la jauge de contrainte, la DIC 2D offre une vue d’ensemble de l’éprouvette.

Quel est l’intérêt des Vector Maps?

Les cartes vectorielles montrent les principales directions de déformation. Les cartes permettent de visionner les états de déformation sur l'ensemble de la zone d’exploitation; vous bénéficiez d’une compréhension globale de l’éprouvette.

Cette fonction est une extension efficace des options de visualisation dans le cadre de la corrélation d'images numériques.

Produits adaptés à la détermination de la corrélation d’images numériques (DIC) en 2D

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