6月25-27日，由中國機械工程學(xué)會材料分會主辦，江南大學(xué)承辦的第八屆材料與結(jié)構(gòu)強度青年工作論壇在江蘇無錫市舉辦。

　　隨著航空航天、石油化工、海洋工程、交通運輸?shù)阮I(lǐng)域裝備制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，對材料、制造技術(shù)與結(jié)構(gòu)強度等方面提出了新的要求。在國家“十四五”規(guī)劃開篇之年，會議聚焦面向服役性能的材料強韌性均衡設(shè)計、極端與復(fù)雜工況下強度測試與壽命預(yù)測等議題，進行了充分的探討及交流。

　　新拓三維在現(xiàn)場展出的XTDIC三維全場應(yīng)變測量系統(tǒng)成為一大亮點。XTDIC系統(tǒng)通過追蹤物體表面變形前后散斑圖像中像素點的位移量，計算材料與結(jié)構(gòu)表面的全場位移，這項自主研發(fā)的技術(shù)成果總體達到國際先進水平，可精確分析材料和結(jié)構(gòu)受力過程中的疲勞斷裂機理和行為。

　　傳統(tǒng)的材料與結(jié)構(gòu)疲勞測試，一般采用接觸式的測量方法。材料力學(xué)的各向異性、結(jié)構(gòu)的疲勞與裂紋演化測量需求，使得傳統(tǒng)的電測法已無法適用。XTDIC系統(tǒng)可以獲取視場范圍的全場數(shù)據(jù)，分析材料和結(jié)構(gòu)在載荷環(huán)境下，從裂紋產(chǎn)生到失效的整個過程，在研究材料和結(jié)構(gòu)的疲勞、斷裂、失效等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，成為優(yōu)化有限元設(shè)計的科學(xué)依據(jù)。

　　高溫材料拉伸

　　為了在航空航天、汽車、焊接工藝等材料研究方面取得重大進步，材料研究人員正在開發(fā)更輕，更堅固且能長時間承受更高的溫度的材料。

　　新拓三維可為高溫材料力學(xué)實驗提供可靠的非接觸式測量解決方案，XTDIC系統(tǒng)采用自主研制的特殊技術(shù)散斑制備方法，結(jié)合多種窄帶濾光、干涉片，可實現(xiàn)高溫散斑圖案的清晰采集，可實現(xiàn)3000攝氏度的材料高溫拉伸應(yīng)變測量。

　　高溫焊接變形

　　焊接過程焊縫區(qū)的變形機理研究是長期存在的難題，由于焊縫區(qū)存在1000度以上高溫，接觸式測量方法受溫度的影響，難以有效地測量高溫環(huán)境下的材料或結(jié)構(gòu)表面的位移。

　　新拓三維XTDIC系統(tǒng)技術(shù)用于金屬薄板焊接變形測試，可記錄焊接變形最終狀態(tài)的位移和應(yīng)變，直觀、準(zhǔn)確地測量薄板在焊接過程的三維位移、應(yīng)變，通過與仿真模擬驗證，為焊接變形的研究提供科學(xué)的測量數(shù)據(jù)。

　　金屬材料拉伸顯微測量

　　材料機械性能對于裝備高效運行至關(guān)重要，測定材料的力學(xué)性能，從材料的服役條件和失效現(xiàn)象出發(fā)，研究失效的原因和規(guī)律、提出合理的衡量指標(biāo)，證明產(chǎn)品的耐用性、穩(wěn)定性和安全性，從而讓產(chǎn)品獲得競爭優(yōu)勢。

　　微觀尺度下材料力學(xué)的應(yīng)變測試，使用微米甚至納米級光學(xué)/電子顯微鏡，搭配新拓三維數(shù)字圖像相關(guān)法（DIC技術(shù)），通過拉伸試驗測得材料的載荷-位移曲線，可快速、精確地測出被拉伸材料的力學(xué)性質(zhì)，如彈性模量，屈服強度等。

　　板料成形極限（FLC）

　　板料成形是一種關(guān)鍵的材料加工技術(shù)，板料成形極限是衡量板料加工成形性能的重要指標(biāo)。通過測量材料在載荷下的變形極限，為改進成形工藝提供技術(shù)基礎(chǔ)和實用判據(jù)。

　　XTDIC-FLC三維板材成型極限測量系統(tǒng)，可測量板料在載荷下表面整體的瞬時位移場和應(yīng)變場，測定其剛性、抗沖擊性和尺寸穩(wěn)定性等力學(xué)性能，使其具有良好的成型加工性能，滿足裝備制造構(gòu)件的使用要求。

　　霍普金森桿拉伸

　　霍普金森桿實驗主要用于材料動態(tài)力學(xué)性能的測試，打擊桿高速彈入輸入桿時，在輸入桿中產(chǎn)生入射脈沖，應(yīng)力波通過彈性輸入桿到達試件，材料在應(yīng)力脈沖作用下產(chǎn)生高速變形。應(yīng)力波通過材料同時產(chǎn)生反射脈沖，進入彈性輸入桿和投射脈沖進入輸出桿。

　　利用XTDIC系統(tǒng)，可采集脈沖載荷下材料的動態(tài)力學(xué)性能，采集材料試件在動態(tài)拉伸過程中的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，研究材料在動載下的動態(tài)力學(xué)特性，助力材料的工程設(shè)計和工程應(yīng)用。

　　材料沖擊載荷下應(yīng)變、位移場

　　結(jié)構(gòu)裂縫生長演化

　　韌性材料在服役過程中，應(yīng)力小于屈服極限的情況下易發(fā)生脆性斷裂。斷裂力學(xué)用斷裂韌性來衡量材料已存在內(nèi)在缺陷或結(jié)構(gòu)缺陷時，裂紋擴展導(dǎo)致材料斷裂所需的臨界應(yīng)力。

　　斷裂過程中的應(yīng)變分布

　　結(jié)構(gòu)負(fù)載疲勞

　　對于新設(shè)計制造的車橋，需要利用專門的高動態(tài)性能固定試驗臺進行模擬加載試驗，檢測各項工作性能和可靠性指標(biāo)。車橋的工作參數(shù)變化范圍大，工況復(fù)雜多變，需采集其關(guān)鍵部位的變形和裂紋出現(xiàn)位置。

　　采用XTDIC系統(tǒng)可以測量車橋關(guān)鍵部位變形和損傷的起始位置，并實時記錄車橋結(jié)構(gòu)表面的全場變形，直觀看到測量區(qū)域內(nèi)全部的位移變化，為車橋的負(fù)載變形、可靠性分析提供數(shù)據(jù)支撐。

　　機構(gòu)件應(yīng)變測量結(jié)果

　　技術(shù)賦能產(chǎn)業(yè)，創(chuàng)新引領(lǐng)未來。新拓三維在材料與結(jié)構(gòu)的疲勞行為及失效；材料強度、韌性測定、復(fù)雜工況下的材料疲勞失效；材料變形、損傷的顯微組織表征等方面，有著豐富的工程測量經(jīng)驗，依托自主研發(fā)的XTDIC三維全場應(yīng)變測量系統(tǒng)，并重點關(guān)注科研、高端制造領(lǐng)域的測量需求，持續(xù)關(guān)注、研究、迭代軟件算法性能，為科研工作者與企業(yè)技術(shù)人員提供性能卓越的材料結(jié)構(gòu)應(yīng)變測量方案。