ページコンテンツへ

2D デジタル画像相関法(DIC)

標準的なひずみ計測に加えて、試験片の挙動に関する貴重な追加情報を入手できます
ツビックローエルのDICでは試験片表面全体の局所的なひずみを2Dで確認することが出来ます。

概要 事例 2D / 3Dの違い 試験片準備 手順 分析ツール 試験機

2D デジタル画像相関法とは?

2D デジタル画像相関法は試験片表面全体にわたる変位とひずみをビジュアル化します。非接触ビデオ伸び計は、試験中に一連の画像を記録し、画像ごとに比較し、事前定義されたファセットフィールドで変位を計算します。各ファセットには、指定された数のカメラピクセルが含まれます。このデータは、2次元のカラー化されたひずみマップを作成するために使用され、これにより、試験片の挙動が一目で分析可能となります。

2D DIC 分析の事例

ツビックローエル 2D デジタル画像相関 (略称: DIC) は、次のようなさまざまな DIC 解析オプションを提供します。

  • 試験片の挙動をカラーで表示し、不均一な局所ひずみやその他の特徴を示します。
  • 局所的なひずみは、仮想ひずみゲージと仮想ゲージ長だけでなく、切断線と点の測定によって決定できます。
  • コンポーネント、ノッチのある複雑な試験片、または不均一な材料を分析することもできます。
  • ひずみ測定結果をライブで
  • 不正確な試験片のアラインメントなど、試験アレンジのエラーがすぐに分かります。

具体的な応用例:

  • ASTM D5379 および ASTM D7078 に準拠したノッチ付き試験片のせん断試験(ビデオへのリンク)におけるコスト効率の高い仮想ひずみゲージの使用
  • ホール付近の応力集中を測定する ASTM D5766 に基づくオープンホール引張 (OHT) 強度試験
  • FE (有限要素) モデルの検証:FEシミュレーションによる変位とひずみの比較
  • 応力-ひずみ曲線の決定 (正確、技術的)
  • 破断点の評価による試験片の破損の評価(たとえば、破断点での局所ひずみ最大値の決定による)
  • 材料の不均質性の検証と局所的な破損の特定

分析プロセスに自由に使える、幅広い分析ツールと図表示が用意されています。

  • Verwendung der kosteneffizienten, virtuellen DMS beim Schubversuch mit gekerbten Probekörpern nach ASTM D 5379 und ASTM D 7078
  • Open-Hole Tension (OHT) Versuch nach ASTM D 5766 mit Bestimmung der Spannungszustände am Loch
  • FE-Modell-Validierung: Vergleich des Verschiebungs- und Dehnungsfelds mit der FE-Simulation
  • Bestimmung von Spannungs-Dehnungs-Kurven (wahre, technische)
  • Beurteilung des Probenversagens durch Auswertung der Bruchstelle, beispielsweise durch Bestimmung eines lokalen Dehnungsmaximums an der Bruchstelle
  • Überprüfung der Heterogenität des Materials und Identifikation von lokalem Versagen 

2Dと3Dのデジタルイメージ相関の違い

多くのアプリケーションは3D DICを必要とはしていません。 測定面が平らで、ねじれや表面の傾きがなく、試験中に試験片が大きく横方向に移動しない場合は、2 次元 DIC 分析で十分です。

3D DICシステムは、コンポーネントや丸い試験片などの 3 次元測定に使用され、特別なハードウェアとソフトウェアが必要です。 3Dデジタル画像相関システムは、モジュールを介して材料試験機に接続できます。

2D DIC 試験片準備

 

高コントラストのパターンを試験片にスプレーまたはスタンプするだけです。

追加のマーキングはライブひずみ測定には必要ありません。 バーチャルゲージマークが、ソフトウェアによって既存のパターン上に配置されます。

 

さらに詳しく:ツビックローエルのビデオ伸び計システムの2D DICソフトウェアオプション

2D DICオプションには追加のハードウエアは必要ありません。ソフトウェアオプションはビデオ伸び計と組み合わせるだけで、すでにインストールされているひずみ測定システムの機能を拡張します。

単一の伸び計で生ひずみ測定を行うことができ、その後 2D DIC 解析を実行できます。

ツビックローエルのアレイシステムは、より広いフィールドオブビューと組み合わせた高分解能のソリューションです。これには、ビデオ伸び計 2-120 HPなどの複数のカメラが含まれており、2D DICモードでより簡単な分析が可能です。

testXpert IIIに完全に統合

ビデオ伸び計はtestXpert IIIに完全に統合されています。 これは、たった1つのソフトウェアプログラムで、ライブ測定と2D DIC分析が実施できるという事を意味しています。 全ての計測値、試験結果そして画像が一緒に保存、管理、評価まで行われます。 2D DIC解析から得られたひずみ値は、応力-ひずみ曲線に表示して評価できます。 パワフルなオプションです。

加えて、新しい試験片を違った評価のためにTest re-run機能により作成可能です。 これによりいつでも再評価を実施出来ます。

2D DIC の場合、サンプルにパターンがスプレーされますが、無溶媒オプションも利用できます。 スプレーされたパターンは、軸方向のひずみ測定にも使用されます - 追加のマーキングは必要ありません。

2D DIC分析プロセスの例

1.マスクとグリッドを定義
2.
3.
4. Test re-run

1.マスクとグリッドを定義

マスクを使用して、分析する画像領域を簡単に定義します。円や多角形などのマスク ジオメトリのツールボックスを使用して、不規則なマスクを作成したり、くぼみを定義したりすることもできます。異なる解像度を指定できる複数のマスクを使用するオプションもあります。

ファセットと解像度を定義するために、3 つの非常に便利なデフォルト設定を使用できます。設定は、個別に選択または調整することもできます。さらに、試験軸までの距離が異なるさまざまな平面で測定を実行できます、これは、例えばオフセット試験片の場合です。ここでは、試験面から試験軸までの距離を個別に調整できます。

2.

相関関係は、マスクで定義されたパラメーターを使用してファセット間の変位と歪みを計算するために使用されます。試験片破断後に記録された画像などは、相関のために選択的に選択解除できます。

3.

分析プロセスのために自由に使える幅広い分析ツールと表示を用意しています。

カラーマップとダイアグラムは、共通の分析レイアウトで明確に表示されます。ゲージ長などの分析ツールをカラーマップ上でドラッグして移動し、同時にダイアグラム内の現在の値を表示出来ます - リアルタイムで!タイムラインを使用して、試験内の任意の時点にアクセスし、分析ツールを重要な領域に正確に適用できます。

4. Test re-run

個別で行った2D DIC分析ツールによる試験結果は、testXpertのTest re-runオプションを介してライブ試験の測定値との組み合わを行う事ができます。

これらの組み合わせから、材料特性値をさかのぼって再計算することもできます。

2D デジタル画像相関法(DIC):Simply Analyze

分析ツール
グラフ/チャートの作成
エクスポートオプション

分析ツール

2D DICの評価ツール

  • 測定ポイント:これらはひずみマップ内の任意の場所に配置できます。
  • 標点とバーチャル伸び計:ひずみマップ上に2つのポイントを配置し、その間の距離の変化を決定します。
  • 交差点:ひずみの進行は線に沿って視覚化されます。交差点は試験片と一緒に変形していきます。さらに、選択したタイムステップがチャートに表示される交差点スタックがあり、交差点の時間をベースにした進展が表示されます。
  • バーチャルひずみゲージ:バーチャルひずみゲージの場合、位置、サイズ、および角度を個別に定義できます。さらに、複数のバーチャルひずみゲージをさまざまな角度で互いに重ねて配置できます。例えば、2つのバーチャルひずみゲージを組み合わせて、互いに90°の方向に向けられた測定グリッドを備えた2軸ひずみゲージを形成できます。バーチャルひずみゲージにより、時間とコストを大幅に節約できます。

グラフ/チャートの作成

グラフィカルディスプレイ/チャート

以下の測定値がひずみマップおよびチャートで表示できます。

  • X方向の変位
  • Y方向の変位
  • ローカルの縦ひずみƐx
  • ローカルの横方向ひずみƐy
  • ローカルのせん断ひずみƐxy
  • 最大標準ひずみ
  • 最小標準ひずみ
  • ポワソン比
  • ミーゼスひずみ同等

最大主ひずみ方向を示した全てのひずみマップがベクトル図で表現されます。

エクスポートオプション

エクスポートオプション:

  • 個別のデータを.csvへエクスポート
  • ビデオを.aviへエクスポート
  • カラーマップ/ダイアグラムを.bmpへエクスポート

2D DICのカッティングラインは何がスペシャルなのか?

カッティングラインにより、ひずみの進行が試験片に沿って、または斜めに表示されます。カッティングラインは試験片と一緒に変形していきます。すなわち、このラインは画像の固定された一部ではなく、試験全体を通して試験片の挙動を実際に追跡するラインです。

カッティングラインの特別な機能の1つは、カッティングラインスタックです:選択した時間ステップをチャート上に表示して、時間の経過に伴うカッティングラインの展開を確認できます。

バーチャルひずみゲージはなぜそれほど効果的か?

バーチャルひずみゲージは、ひずみゲージに代わる対費用効果の高い方法なため、非常に効率的です。 これによりひずみゲージの貼り付けに必要な時間が不要となります。

バーチャルひずみゲージは柔軟性に優れており、サイズや角度は自在に決められます。また、バーチャルひずみゲージを重ねて配置することもできます。これにより、2つのバーチャルひずみゲージが互いに90°の方向を向いた測定グリッドを備えた2軸ひずみゲージを作成します。

2D DICは、ひずみゲージの局所的なひずみに加えて、試験片全体のビューも提供します。

ベクトルマップの利点は?

べクトル図では最大主ひずみ方向を可視化しています。 これにより、評価範囲全体にわたってひずみ状態が表示され、試験片で何が起こっているのかをすばやく理解できます。

2D デジタル画像相関法(DIC)に関連するプロダクト

ダウンロード

名前 タイプ サイズ ダウンロード
  • プロダクトインフォメーション:2D デジタル画像相関法(DIC) PDF 1 MB
Top