復(fù)合材料，是新材料產(chǎn)業(yè)的重要方向。復(fù)合材料具有耐熱、耐腐蝕、高強(qiáng)度、輕質(zhì)等特點(diǎn)，可設(shè)計(jì)性強(qiáng)，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，復(fù)合材料用量已成為航空航天及其他高端裝備先進(jìn)性的標(biāo)志之一。

新拓三維復(fù)合材料力學(xué)行為測(cè)量解決方案，采用數(shù)字圖像相關(guān)法（DIC）和掃描電子顯微鏡（SEM）技術(shù)，可用于包括大尺寸、微小尺寸復(fù)合材料的表面力學(xué)性能測(cè)試，對(duì)復(fù)合應(yīng)變場(chǎng)和失效行為進(jìn)行表征，并對(duì)其失效機(jī)理進(jìn)行分析。

不同尺寸復(fù)合材料結(jié)構(gòu)表面力學(xué)行為測(cè)試

1）大尺寸復(fù)合材料測(cè)試——飛機(jī)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)精密干涉連接測(cè)試實(shí)驗(yàn)

憑借在強(qiáng)度、韌性及壽命上的優(yōu)勢(shì)，碳纖維增強(qiáng)型復(fù)合材料逐漸作為主承力結(jié)構(gòu)應(yīng)用于飛機(jī)產(chǎn)品，但由于極易產(chǎn)生連接損傷，實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的精密干涉連接極為關(guān)鍵。

XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)可對(duì)大尺寸復(fù)合材料干涉連接孔周應(yīng)力、干涉連接結(jié)構(gòu)損傷萌生與擴(kuò)展機(jī)理進(jìn)行分析，有助于提升接頭的連接強(qiáng)度與疲勞壽命。

飛機(jī)結(jié)構(gòu)件干涉連接原理及其階段劃分

飛機(jī)結(jié)構(gòu)件多釘干涉連接應(yīng)力應(yīng)變分布

如圖所示：利用DIC非接觸全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量技術(shù)，分析干涉連接孔周應(yīng)力應(yīng)變分布，由單釘干涉連接孔周應(yīng)力分析過(guò)渡到邊界條件、載荷傳遞更為復(fù)雜的多釘干涉連接，為抑制損傷打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2）常規(guī)尺寸復(fù)合材料測(cè)試——碳纖維材料分層劈裂力學(xué)性能測(cè)試

碳纖維復(fù)合材料是復(fù)雜的各項(xiàng)異性多相體系，其質(zhì)量存在離散性，成型過(guò)程與服役條件極其復(fù)雜。因此，碳纖維材料結(jié)構(gòu)的力學(xué)測(cè)試，無(wú)論是在制造上還是在實(shí)時(shí)應(yīng)用上都顯得尤為重要。

對(duì)兩層碳纖維材料進(jìn)行分開劈裂，分析碳纖維材料在劈裂載荷作用下發(fā)生分層拓展情況，分層區(qū)域材料所受劈裂應(yīng)力集中區(qū)域，以及關(guān)鍵點(diǎn)位移應(yīng)變變化情況。

碳纖維材料分層劈裂力學(xué)測(cè)試實(shí)驗(yàn)

三維區(qū)域合位移云圖&最大主應(yīng)變?cè)茍D

點(diǎn)點(diǎn)距離相對(duì)變化曲線&關(guān)鍵點(diǎn)最大主應(yīng)變曲線

如圖所示：劈裂時(shí)樣品表面受力端應(yīng)變最大，呈現(xiàn)應(yīng)變?cè)龃蟮内厔?shì)，通過(guò)色譜圖直觀分析出整體應(yīng)變，應(yīng)變集中區(qū)域以及具體數(shù)值。

3）微小尺寸復(fù)合材料測(cè)試——微小尺寸材料拉伸力學(xué)性能測(cè)試

測(cè)量微小尺寸的復(fù)合材料表面特性，對(duì)于檢測(cè)電子產(chǎn)品極為重要。如下被測(cè)試材料試樣標(biāo)距段寬度僅2.5mm，新拓三維XTDIC-MICRO顯微應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)，搭配高放大倍數(shù)顯微鏡，可在mm級(jí)視野尺寸測(cè)量材料的位移和應(yīng)變特性。

XTDIC-MICRO顯微應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)采用高精密度的標(biāo)準(zhǔn)正交柵格，以及自主研發(fā)的算法，可解決顯微放大的畸變誤差問(wèn)題。XTDIC-MICRO顯微應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)可配合原位拉伸機(jī)，對(duì)微小尺寸材料進(jìn)行測(cè)量和應(yīng)變分析。