2D 디지털 이미지 상관관계

변위 측정을 비롯해 시편 거동에 관한 귀중한 정보를 추가로 얻을 수 있습니다!
ZwickRoell 디지털 이미지 상관관계로 시편 표면 전체에 국소 변위가 2D로 표시됩니다.

2D 디지털 이미지 상관관계란 무엇인가요?

2D 디지털 이미지 상관관계는 눈에 보이는 시편의 표면 전반에 걸쳐 변형 상태와 변형력을 시각화합니다. 비접촉식 videoXtens 신율계는 시험이 진행되는 동안 일련의 이미지를 기록하고 이미지별로 비교를 하여 사전 설정된 면(facet) 영역에서 변위를 계산하는데, 여기서 각각의 면에 일정 수의 카메라 픽셀이 포함됩니다. 이 데이터를 사용하여 2차원 컬러 변형 지도를 생성하는데, 이를 통해 시편 거동을 한 눈에 분석할 수 있습니다.

DIC - 디지털 이미지 상관관계

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디지털 이미지 상관관계 용도

ZwickRoell 2D 디지털 이미지 상관관계 (약어: 2D DIC)는 하중을 가한 상태에서 시편의 거동을 분석하는 데 사용합니다. 시편 거동이 소프트웨어에서 컬러로 시각화되어 이질적인 국소 변위와 그 밖의 특징을 보여줍니다. 가상 표점 거리나 가상 스트레인 게이지와 같은 다양한 분석 도구를 이용하여 이러한 국소 변위를 더욱 정밀하게 측정할 수 있습니다.

디지털 이미지 상관관계는 실시간 변위 측정 결과를 확인하는 데에도 사용합니다. 또한, 부정확한 시편 정렬 등 시험 준비 과정에서 오류를 신속하게 확인할 수 있습니다.

ZwickRoell 2D DIC는 videoXtens용 소프트웨어 옵션입니다. 표면을 다 측정하기 때문에 다양한 시편 형태에 적용할 수 있습니다. 예를 들어, 평평한 부품이나 움푹 파인 곳이 있는 복잡한 모양의 시편, 또는 비균질 재료도 디지털 이미지 상관관계를 이용하여 분석합니다.

2D 디지털 이미지 상관관계 적용 분야

노치 가공 시편을 이용하는 ASTM D5379 및 ASTM D7078 전단 시험에 비용 효율적인 가상 스트레인 게이지 사용
홀 부근의 응력 강도를 측정하여 ASTM D5766에 따른 오픈 홀 인장 (OHT) 강도 시험 수행
FE (유한 원소) 모델 검증: FE 시뮬레이션을 통한 변위 및 스트레인 필드 비교
스트레스-스트레인 곡선 (참, 기술) 측정
균열 지점을 측정하여 시편 파단 평가 (예: 균열 지점의 최대 국소 변위 측정)
재료의 비균질성 확인 및 국소 파단 식별

섬유 강화 플라스틱 및 복합재료 시편에 사용하는 디지털 이미지 상관관계 — 복합재료 시편에 사용하는 디지털 이미지 상관관계

2D와 3D 디지털 이미지 상관관계 사이의 차이점

많은 응용 분야에서 3D DIC가 필요하지 않습니다. 측정 면이 평면이고 비틀림이 없으며, 표면이 기울어지지 않고 시험 중 시편이 측면으로 많이 움직이지 않는다면, 2차원 디지털 이미지 상관관계로 충분합니다.

3D DIC 시스템은 가령 부품 및 원형 시편과 같은 3차원 측정에 사용되고, 특수 하드웨어 및 소프트웨어가 필요합니다. 3D 디지털 이미지 상관관계용 시스템은 모듈을 통해 ZwickRoell 시험기에 연결할 수 있습니다.

2D DIC 시편 준비

시편에 고대비 패턴을 간단하고 빠르게 분사할 수 있습니다.

실시간 변형률 측정에는 이 이상의 추가 표시는 필요하지 않습니다. 소프트웨어를 통해 기존의 패턴 위에 가상의 측정 마크가 표시됩니다.

자세한 내용: ZwickRoell의 2D DIC 소프트웨어 옵션

2D 디지털 이미지 상관관계 옵션은 하드웨어를 추가할 필요가 없습니다. 소프트웨어를 videoXtens와 결합하기만 하면 이미 설치되어 있는 변위 측정 시스템에 해당 기능이 추가됩니다.

따라서 신율계 하나로 실시간 변위 측정이 가능하므로 2D DIC 분석을 수행할 수 있습니다.

ZwickRoell의 구성 시스템은 고해상도와 넓은 시야를 갖췄습니다. 이 시스템에는 videoXtens 2-150 HP와 같은 카메라가 여러 대 장착되어 있어 2D DIC 모드만으로도 더 많이 볼 수 있습니다.

단 하나의 소프트웨어로 모든 작업 수행: testXperts

testXpert에는 2D 디지털 이미지 상관관계 옵션이 완전히 통합되어 있습니다. 따라서 이 소프트웨어 프로그램 하나만 있으면 실시간 측정과 2D DIC 분석이 가능합니다. 모든 측정값, 시험 결과, 이미지를 함께 저장ㆍ관리ㆍ평가할 수 있습니다. 2D DIC 분석으로 구한 변위값을 스트레스-스트레인 곡선에 표시하고 평가할 수 있습니다. 그야말로 강력한 옵션입니다.

측정값, 시험 결과, 이미지를 함께 저장ㆍ관리ㆍ평가할 수 있습니다. 모든 측정값을 서로 쉽고 광범위하게 분석할 수 있습니다. 2D DIC 분석으로 구한 변위값을 스트레스-스트레인 곡선에 표시하고 평가할 수 있습니다.
클릭 몇 번 만으로 빠르게 목표에 도달할 수 있습니다. 작업 흐름을 지정하면 설정부터 측정값 분석 및 표시까지 단계적으로 안내됩니다.
분석 파라미터를 한 번만 만들어 놓으면 testXpert에 저장해 계속 사용할 수 있습니다.
신뢰할 수 있는 결과: 디지털 이미지 상관관계를 통해 구한 측정값이 시험기의 측정값과 동기화됩니다.
각기 다른 평가를 위해 시험을 다시 실시하여 새로운 시편을 만들 수 있기 때문에 언제든 평가가 가능합니다.

디지털 이미지 상관관계 분석 절차 예시

1. 마스크와 그리드의 정의

분석할 이미지 영역을 마스크로 쉽게 정의하세요. 원이나 다각형 같은 마스크 형상으로 된 툴박스를 이용하여 불규칙적인 마스크를 생성하거나 오목한 곳을 정의할 수도 있습니다. 또한 마스크를 여러 개 사용하여 다양한 분해능을 지정하는 방법도 있습니다.

면(facet)과 분해능을 정의하는 데 매우 유용한 기본 설정에는 세 가지가 있습니다. 사용자가 직접 설정을 선택하고 수정할 수 있습니다. 또한 오프셋 시편과 같이 시험축까지의 거리가 다른 여러 평면에서 측정을 수행할 수도 있습니다. 이때 시편의 평면에서 시험축까지의 간격을 직접 조절할 수 있습니다.

2.

상관관계는 마스크에서 정의한 파라미터를 사용하여 면(facet) 간 변위와 변형을 계산하는 데 사용합니다. 시편 파괴 후에 기록되는 이미지들은 상관관계에서 선택적으로 해제할 수 있습니다.

3.

분석 과정에 사용할 여러 가지 분석 툴과 디스플레이를 자유롭게 선택할 수 있습니다.

컬러 맵과 다이어그램은 일반 분석 레이아웃으로 명확하게 표시됩니다. 표점 거리 같은 분석 툴을 컬러 맵에서 드래그하여 이동시킬 수 있을 뿐 아니라 다이어그램에 현재 값을 시간 지연 없이 표시할 수 있습니다. 타임라인을 이용하여 시험 내의 모든 시점에 접근하고 필수 영역에 분석 툴을 정밀하게 적용할 수 있습니다.

4. Test Re-Run

각 2D DIC 분석 툴의 분석 결과는 testXpert의 시험 재가동 옵션을 통해 실시간 시험 측정값과 합쳐집니다.

이 결합에서 재료 물성값을 소급하여 다시 계산할 수 있습니다.

2D 디지털 이미지 상관관계

DIC 분석 범위

2D 디지털 이미지 상관관계: 마스크는 분석할 이미지 영역을 정의합니다.

분석 툴

2D 디지털 이미지 상관관계를 위한 다양한 분석 도구

그래픽 평가

각 분석 도구에는 디지털 이미지 상관관계 방법에 대한 다양한 그래픽 평가가 포함되어 있습니다.

2D 디지털 이미지 상관관계(DIC)를 위한 다양한 분석 툴

드래그 앤 드롭

모든 2D DIC 분석 도구는 마우스로 이동할 수 있으며, 이때 그래픽 평가가 동시에 표시됩니다.

절단선 스택

선택한 시간 단계가 다이어그램에 표시되어 일시적인 절단선의 전개 과정을 볼 수 있습니다.

가상 스트레인 게이지

2D DIC 가상 스트레인 게이지를 서로 다른 각도로 차곡차곡 쌓을 수도 있습니다.

2D 디지털 이미지 상관관계(DIC): 간단히 분석

분석 툴

측정 지점: 변위 지도에서 원하는 위치에 배치할 수 있습니다.
표점 거리 또는 “가상 신율계“: 거리 변화를 측정할 두 지점을 변위 지도 위에 설정합니다.
절단선: 라인을 따라 스트레인 진행이 표시됩니다. 절단선은 시편과 함께 변형됩니다. 또한, 선택한 시간 단계가 다이어그램에 표시되는 절단선 스택이 있기 때문에 시간에 기반한 교차점의 전개 과정을 볼 수 있습니다.
가상 스트레인 게이지: 가상 스트레인 게이지는 위치, 크기, 각도를 개별적으로 정의할 수 있습니다. 아울러 여러 가상 변형계를 서로 다른 각도로 차곡차곡 쌓을 수 있습니다. 예를 들어, 두 개의 가상 변형계를 결합하여 서로 90°를 이루는 측정 격자가 있는 하나의 2축 변형계를 만들 수 있습니다. 디지털 이미지 상관관계 가상 스트레인 게이지를 이용하면 시간과 비용을 상당히 절약할 수 있습니다.