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2D Digital Image Correlation

Obtenha, com a medição de deformação padrão, preciosas informações adicionais sobre o comportamento das amostras!
O ZwickRoell Digital Image Correlation exibe deformações locais em 2D sobre toda a superfície da amostra.

Descrição Exemplos Diferença 2D / 3D Preparação de amostras Sequência Ferramentas de análise Extensômetro

O que é a 2D Digital Image Correlation?

A 2D Digital Image Correlation (correlação digital de imagem) visualiza deformações sobre toda a superfície visível da amostra. O extensômetro videoXtens sem toque registra durante o ensaio séries de imagens, compara as imagens uma por uma e calcula os deslocamentos dos respectivos pontos de imagem. Cada área de pontos de imagem possui um número definido de pixels de câmera. A partir desses dados são gerados strainmaps (“mapas de deformação“) bidimensionais e a cores, as quais permitem a fácil e rápida análise do comportamento da amostra.

Onde o Digital Image Correlation é utilizado?

O ZwickRoell 2D Digital Image Correlation (abreviação comum: 2D DIC) é utilizado para análise do comportamento da amostra sob carga. O comportamento da amostra é visualizado em cores e aponta deformações locais não homogêneas e outras peculiaridades. As deformações locais podem ser avaliadas com exatidão maior com o auxílio de diferentes ferramentas de análise, por ex. com comprimentos de medição virtuais ou DMS virtuais.

Também para a verificação dos resultados da medição de deformação ao vivo o Digital Image Correlation é utilizado. Ademais, falhas na configuração de ensaio são detectadas rapidamente, por ex. a centralização imprecisa da amostra.

O ZwickRoell 2D DIC é uma opção de software para videoXtens. A avaliação sobre toda a superfície fornece grande espaço para variação quanto ao formato da amostra: Também componentes, amostras complexas com entalhes ou materiais não homogêneos são analisados com o auxílio de Digital Image Correlation.

Exemplos de aplicação de 2D Digital Image Correlation

  • Utilização de strain gages virtuais no ensaio de cisalhamento com amostras com entalhe conforme ASTM D 5379 e ASTM D 7078 com boa relação custo/benefício
  • Ensaio Open-Hole Tension (OHT) conforme ASTM D 5766 com determinação dos estados de tensão no orifício
  • Validação de modelo FE: Comparação do campo de deslocamento e do campo de deformação com a simulação FE
  • Determinação de curvas tensão-deformação (genuínas, técnicas)
  • Avaliação da falha da amostra por meio de análise do local de ruptura, por ex. por meio de determinação de um máximo local de deformação no local de ruptura
  • Verificação da heterogeneidade do material e identificação de falha local

Diferença entre Digital Image Correlation 2D e 3D

Para muitas aplicações não há necessidade de 3D DIC. A análise DIC bidimensional é suficiente quando a superfície de medição é plana e também durante o ensaio não ocorre nenhuma rotação, nenhuma inclinação da superfície e nenhum movimento lateral significativo da amostra.

O sistema 3D DIC é utilizado para a medição tridimensional, por ex. de componentes e amostras cilíndricas, e requer hardware e software especiais. Os sistemas para 3D Digital Image Correlation são ligados à máquina de ensaios ZwickRoell por meio de um módulo.

Preparação de amostras para 2D DIC

Por meio de aspersão é aplicado um desenho de contraste sobre a amostra, de forma simples e rápida.

Para a medição de deformação ao vivo não é necessária uma marcação adicional. No design existente são posicionadas por meio do software marcações de medição virtual.

 

Veja mais: A opção de software 2D DIC da ZwickRoell

A opção 2D Digital Image Correlation não necessita de outro hardware. A opção de software é simplesmente combinada com o videoXtens e amplia o sistema de medição de deformação já instalado por uma função adicional.

Dessa forma é possível realizar com um único extensômetro a medição de deformação ao vivo e, em seguida, executar a análise 2D DIC.

Alta resolução em conexão com um grande campo de visão são obtidos com os sistemas ZwickRoell Sistemas Array. Eles incluem várias câmeras, por ex. a videoXtens 2-150 HP. Dessa forma é possível no modo 2D DIC visualizar simplesmente mais.

Um software para tudo: testXpert

A opção 2D Digital Image Correlation está totalmente integrada em testXpert integriert. Isso significa que, com um único software, são realizadas a medição ao vivo e a análise 2D DIC. Os valores de medição, resultados de ensaio e as imagens são armazenados, administrados e avaliados em conjunto. Os valores de deformação da análise 2D DIC podem ser exibidos e avaliados na curva tensão-deformação. Isso garante o ótimo desempenho da opção.

  • Os valores de medição, resultados de ensaio e as imagens são armazenados, administrados e avaliados em conjunto. Todos os valores de medição podem ser analisados de forma fácil e abrangente em conjunto. Os valores de deformação da análise 2D DIC podem ser exibidos e avaliados na curva tensão-deformação.
  • Isso pode ser feito de forma rápida por meio de poucos cliques: O workflow indicado conduz passo por passo desde o setup até a análise e exibição dos valores de medição.
  • Os parâmetros de análise uma vez obtidos podem ser armazenados no testXpert para o uso contínuo.
  • Resultados confiáveis: Os valores de medição de Digital Image Correlation são sincronizados com os valores de medição da máquina de ensaios.
  • Por meio do Re-Run uma nova amostra pode ser posicionada para diferentes avaliações. Dessa forma a avaliação pode ser novamente acessada em qualquer momento.

Exemplo da sequência de uma análise Digital Image Correlation

Exemplo da sequência de uma análise Digital Image Correlation

1. Definir máscara(s) e grades
2. Iniciar a correlação
3. Analisar
4. Test Re-Run

1. Definir máscara(s) e grades

Simplesmente defina a região da imagem a ser analisada por meio de uma máscara. Com o auxílio de um toolbox em geometrias da máscara como círculos ou polígonos também podem ser geradas máscaras irregulares ou ser definidas áreas a não serem consideradas. Também várias máscaras são possíveis para as quais adicionalmente podem ser definidas diferentes resoluções.

Para a definição das facetas e da resolução está disponível a ajuda de três configurações de default. As configurações podem ser selecionadas individualmente ou ser adaptadas. As medições também podem ser feitas em diferentes níveis com diferentes distâncias do eixo de ensaio, como por ex. ocorre no caso de amostras deslocadas. Para tal a distância entre o nível da amostra e o eixo de ensaio pode ser ajustada individualmente.

2. Iniciar a correlação

Com a correlação são calculados os deslocamentos e as deformações entre as facetas utilizando os parâmetros definidos na máscara. Para a correlação imagens podem ser selecionadas, por ex. imagens após a ruptura da amostra.

3. Analisar

Para a análise está disponível uma grande seleção de ferramentas de análise e representações.

O mapa a cores e o diagrama são exibidos de forma clara em um layout de análise conjunto. As ferramentas de análise, por ex. comprimentos de medição, podem ser deslocadas por meio de drag no mapa a cores e os valores atuais serão simultaneamente no diagrama – totalmente sem retardamento! Com a barra de tempo pode ser acessado qualquer instante do ensaio para posicionar as ferramentas de análise exatamente nas áreas relevantes.

4. Test Re-Run

Por meio de Re-Run são combinados os resultados das respectivas ferramentas de análise 2D DIC em testXpert com os valores de medição do ensaio ao vivo. Dessa forma são exibidos os valores de deformação da análise 2D DIC na curva tensão-deformação.

Com eles, os valores característicos de materiais podem ser recalculados posteriormente.

2D Digital Image Correlation (DIC): Análise fácil

2D Digital Image Correlation (DIC): Análise fácil

Ferramentas de análise
Elaboração gráfica / Diagramas
Opções de exportação:

Ferramentas de análise

  • Pontos de medição: Eles podem ser posicionados em qualquer local dentro de um mapa de deformação.
  • Comprimentos de mediçãoou “extensômetros virtuais“: Devem ser definidos dois pontos dentro do mapa de deformação entre os quais a variação de distância deve ser determinada.
  • Intersecções: A longo das linhas as trajetórias de deformação são visualizadas. A intersecção se deforma em conjunto com a amostra. Ademais, existe um stack de intersecções por meio do qual intervalos selecionados são representados em um diagrama e dessa forma a evolução cronológica da intersecção pode ser visualizada.
  • Stain Gage Virtual (DMS): Para o strain gage virtual DMS, a posição, o tamanho e o ângulo podem ser definidos individualmente. Ademais, vários strain gage virtuais podem ser posicionados um em cima do outro em diferentes ângulos. Dois strain gage virtuais por ex. podem ser combinados em um strain gage biaxial com grades de medição de 90° entre si. Os strain gage virtuais podem oferecer-lhe uma grande economia em termos de tempo e custos.

Elaboração gráfica / Diagramas

As ferramentas de análise, por ex. comprimentos de medição, podem ser deslocadas por meio de drag no mapa a cores e os valores atuais serão simultaneamente mostrados no diagrama – totalmente sem atraso! Com a linha de tempo você pode acessar qualquer momento do ensaio desejado.

Os seguintes valores de medição podem ser representados em forma de mapas de deformação e em forma de diagramas:

  • Deslocamentos na direção X
  • Deslocamentos na direção Y
  • Alongamentos longitudinais locais Ɛx
  • Alongamentos transversais locais Ɛy
  • Alongamentos de cisalhamento locais Ɛxy
  • Alongamentos normais máximos
  • Alongamentos normais mínimos
  • Fator de Poisson
  • Deformações Von-Mises equivalentes

Em todos os mapas de deformação os Vector Maps os quais indicam as direções de deformação principais podem ser visualizados.

Opções de exportação:

Para simulações ou outra utilização dos dados fora de testXpert a opção Digital Image Correlation oferece opções de exportação:

  • Exportação de dados avulsos em .csv
  • Exportação do vídeo como .avi
  • Mapa a cores / Exportar diagrama em .bmp

Qual é a peculiaridade da intersecção em 2D Digital Image Correlation?

Com o auxílio da intersecção são visualizados percursos de deformação ao longo da amostra ou atravessando a amostra. Nisso, a intersecção sofre deformação em conjunto com a amostra. Portanto, não se trata de uma intersecção definida na imagem, mas, sim, aqui realmente é acompanhado o comportamento da amostra durante o ensaio.

Uma função especial referente à intersecção é o stack de intersecções: Ele permite representar intervalos selecionados em um diagrama. Dessa forma, a evolução cronológica da intersecção se torna visível.

O que torna os strain gages virtuais tão eficientes?

Os strain gages virtuais são eficientes visto que eles são uma alternativa de boa relação custo/benefício aos strain gages colados. Não é necessário gastar tempo com a fixação dos strain gages. Uma ferramenta de análise especialmente eficaz de Digital Image Correlation.

Os strain gages virtuais são flexíveis: Posição, tamanho e ângulo são individualmente definidos. Eles também podem ser posicionados um em cima de outro. Dois strain gages virtuais por ex. podem ser um strain gage biaxial com grades de medição de 90° entre si.

Adicionalmente à informação de deformação local na posição do strain gage, o 2D DIC também permite visualizar a amostra inteira.

Qual a vantagem de Vector Maps?

Os Vector Maps exibem em 2D DIC as direções de deformação principais Dessa forma, os estados de deformação são visíveis sobre toda a faixa de avaliação e uma compreensão geral da amostra é rapidamente obtida.

A função é uma expansão eficaz das opções de visualização dentro de Digital Image Correlation.

Produtos adequados para determinação de 2D Digital Image Correlation (DIC)

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