微通道換熱器，通道當(dāng)量直徑在10-1000μm的換熱器，產(chǎn)品以優(yōu)異的換熱效率，低制冷劑充注量，小巧輕盈，低的制造碳排放特性，以及各種成型結(jié)構(gòu)，廣泛應(yīng)用于空調(diào)\熱泵、家用冰箱/商用冷凍冷藏、熱泵熱水器、數(shù)據(jù)中心空調(diào)等。

為研究換熱器在冷熱循環(huán)的應(yīng)變演化行為，客戶采用新拓三維XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行模擬測(cè)量，對(duì)換熱器結(jié)構(gòu)件在零下20℃升溫到90℃狀態(tài)下的應(yīng)變分布進(jìn)行全場(chǎng)測(cè)量，以防止在長(zhǎng)期服役過(guò)程中出現(xiàn)應(yīng)變集中產(chǎn)生開裂的情況，并取得顯著成效。

數(shù)字圖像相關(guān)系統(tǒng)（DIC）在換熱器高低溫應(yīng)變分布的關(guān)鍵測(cè)試中起到重要作用。通過(guò)在換熱器表面精確制作散斑，利用新拓三維XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)可進(jìn)行360度全方位測(cè)試。該測(cè)試采用XTDIC系統(tǒng)搭配的1200萬(wàn)像素工業(yè)相機(jī)，測(cè)量視場(chǎng)為128mm采集試驗(yàn)圖像，用戶即刻獲取試驗(yàn)位移和應(yīng)變結(jié)果。

實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景為換熱器從室溫開始降低到零下20°C，然后升溫到90°C左右。為確保數(shù)字圖像相關(guān)DIC技術(shù)在高溫散斑圖像采集的質(zhì)量，制備的散斑紋理必須在高溫環(huán)境中穩(wěn)定存在，因此，特地采用了高溫散斑制備方法（耐高溫啞光黑散斑點(diǎn)），對(duì)于高溫散斑圖像的散斑特征進(jìn)行灰度增強(qiáng)，以實(shí)現(xiàn)高溫變形測(cè)量。

DIC測(cè)試的第一步便是數(shù)據(jù)的采集，也就是數(shù)字圖像的獲取。DIC設(shè)備在進(jìn)行圖像采集前，通過(guò)視圖優(yōu)化，可預(yù)覽調(diào)整采集圖像的質(zhì)量，并通過(guò)一些參數(shù)來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證，評(píng)估視野內(nèi)圖像的噪聲情況，檢測(cè)相機(jī)布置是否合理；評(píng)估視野內(nèi)散斑的質(zhì)量，以及后續(xù)分析時(shí)需要設(shè)置的子區(qū)相關(guān)參數(shù)。

換熱器立柱DIC數(shù)據(jù)分析

換熱器冷熱循環(huán)DIC測(cè)量實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，對(duì)換熱器進(jìn)行了兩次冷熱循環(huán)測(cè)試。

采用新拓三維XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)，對(duì)換熱器結(jié)構(gòu)表面位移場(chǎng)分布進(jìn)行測(cè)量，輸出三維區(qū)域XYZ方向合位移云圖，0號(hào)點(diǎn)XYZ合位移曲線。

采用XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量獲取已預(yù)制散斑涂層的實(shí)驗(yàn)對(duì)象的表面變形過(guò)程圖像，測(cè)量位置如上圖所示，分析其表面點(diǎn)點(diǎn)之間距離變化，分析其熱脹冷縮參數(shù)，如點(diǎn)點(diǎn)距離長(zhǎng)度曲線，點(diǎn)點(diǎn)距離相對(duì)變化曲線（每時(shí)刻長(zhǎng)度減去原始長(zhǎng)度）。

通過(guò)DIC軟件比對(duì)運(yùn)算后，輸出直觀的3D全場(chǎng)位移數(shù)據(jù)我們可以發(fā)現(xiàn)：換熱器降溫時(shí)，樣品表面點(diǎn)點(diǎn)距離相對(duì)于常溫時(shí)候縮短數(shù)值，到達(dá)高溫時(shí)伸長(zhǎng)數(shù)值，且兩次循環(huán)數(shù)據(jù)重復(fù)性很好，從3D全場(chǎng)應(yīng)變數(shù)據(jù)分析很明顯可以看出升溫降溫時(shí)刻。

應(yīng)變片測(cè)量只能測(cè)得應(yīng)變場(chǎng)內(nèi)的離散數(shù)據(jù)，XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)可以獲取視場(chǎng)內(nèi)的所有應(yīng)變信息，消除了應(yīng)變集中區(qū)的不確定性給測(cè)量帶來(lái)的不確定因素。一次測(cè)量，即可完成全場(chǎng)位移、應(yīng)變、速度等參數(shù)的獲取。

通過(guò)DIC軟件比對(duì)運(yùn)算后，輸出直觀的3D全場(chǎng)應(yīng)變數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)：降溫時(shí)熱換器表面其中一個(gè)點(diǎn)應(yīng)變相對(duì)于常溫時(shí)數(shù)值，到達(dá)高溫時(shí)應(yīng)變最大數(shù)值，且兩次循環(huán)數(shù)據(jù)重復(fù)性很好，趨勢(shì)明顯，通過(guò)色譜圖還可以分析出應(yīng)變集中發(fā)生區(qū)域以及具體數(shù)值。

換熱器隔板DIC數(shù)據(jù)分析

XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)采用從上往下拍攝采集換熱器隔板結(jié)構(gòu)，對(duì)換熱器進(jìn)行冷熱循環(huán)一次，然后獲取換熱器隔板結(jié)構(gòu)表面位移場(chǎng)分布。

針對(duì)換熱器隔板結(jié)構(gòu)圖像拍攝測(cè)量深度，通過(guò)分析隔板結(jié)構(gòu)，XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)能測(cè)到邊緣到隔板內(nèi)部最大10mm深度范圍，可滿足客戶對(duì)于隔板應(yīng)變測(cè)試要求。獲取左相機(jī)分析點(diǎn)點(diǎn)距離三維合位移投影圖，三維區(qū)域合位移云圖，點(diǎn)點(diǎn)距離相對(duì)變化曲線（，點(diǎn)點(diǎn)距離線應(yīng)變曲線圖。

通過(guò)DIC軟件比對(duì)運(yùn)算后，輸出直觀的3D全場(chǎng)應(yīng)變數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)：降溫時(shí)隔板表面其中一個(gè)點(diǎn)應(yīng)變相對(duì)于常溫時(shí)最小數(shù)值，到達(dá)高溫時(shí)應(yīng)變最大數(shù)值，通過(guò)色譜圖分析出隔板局部應(yīng)變集中區(qū)域以及具體數(shù)值。

數(shù)據(jù)總結(jié)

采用新拓三維XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)，可以對(duì)換熱器表面進(jìn)行三維形貌位移應(yīng)變測(cè)量，生成色譜云圖表征數(shù)據(jù)的具體值，也可以輸出數(shù)據(jù)或者視頻，直觀分析應(yīng)變大小，確定應(yīng)變集中發(fā)生區(qū)域以及具體數(shù)據(jù)，針對(duì)材料力學(xué)性能分析能達(dá)到高效準(zhǔn)確全場(chǎng)測(cè)量，并可以提供多種測(cè)量數(shù)據(jù)、顯示主應(yīng)變/副應(yīng)變方向。

在工程構(gòu)件的力學(xué)測(cè)試中，數(shù)字圖像相關(guān)法能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)物體表面應(yīng)變和形變場(chǎng)的快速、全場(chǎng)、非接觸式測(cè)量，可以為結(jié)構(gòu)分析提供準(zhǔn)確的邊界條件和應(yīng)變數(shù)據(jù)。在結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)過(guò)程中，數(shù)字圖像相關(guān)法也可以用于驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案的可行性，指導(dǎo)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。新拓三維XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)通過(guò)對(duì)換熱器構(gòu)件進(jìn)行全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量，可以很好地觀測(cè)應(yīng)變集中區(qū)域，預(yù)判和防止變形開裂的發(fā)生，為結(jié)構(gòu)件的安全可靠運(yùn)行提供數(shù)據(jù)支持。