觀察 CFRP 的高速斷裂情況
觀察 CFRP 的高速斷裂情況
基於 DIC 的超高速應變分佈視覺影像系統 – CFRP 高速拉伸測試及 DIC 分析
近年來，產品設計中開始利用 FEM (有限元素法) 分析及其他技術，分析產品結構損傷，以期縮短產品開發週期、降低原型成本、降低組件強度測試成本。而要提高損傷分析的準確度，就必須評估實際測試與分析結果之間的相關性。此外，可預期也會迫切需要所謂的解決方案技術，能夠評估樣品各組成部分的斷裂行為，並將面內應變分佈呈現為視覺影像，目前這些現象還無法以現行技術進行量測。以下說明使用 HPV-X 系統，在高速拉伸測試中實現 DIC 分析，且符合造影速度和解析度的要求。
CFRP
CFRP (碳纖強化塑膠) 及其他纖維強化複合材料，具有卓越的強度及輕便性，大量應用於飛機零組件材料，預期也會擴大應用於汽車及其他各種產品。CFRP 已知會從受損區域開始斷裂，達到最大施力時，則會出現高速易脆斷裂。釐清此斷裂過程的細節，是建構損傷分析模型的一大關鍵。
Test Example
高速拉伸測試
高速斷裂 觀察 (影片錄製速度：500,000 frames/sec)
可以觀察到斷裂的過程，在圓孔附近已出現明顯裂紋，此外，DIC 分析結果也顯示出斷裂前的應變分佈。
樣品觀察平面中的應變二維映射圖
系統概述
Hydroshot HITS-T10 高速拉伸測試系統
在 1 MHz 採樣取得施力數據
在 1 MHz 最多可保存 12,000 個數據點。
能夠可靠的檢測斷裂
使用負荷放大器 (或應變片) 檢測斷裂，並將觸發訊號傳送至高速攝影機。
DIC 分析系統
透過高速攝影，精確觀察材料的斷裂情況。
與 HyperVision 高速攝影機同步。
超高時間解析度，可確認樣品區域的材料斷裂過程。
位移量測及面內應變量測
可依據高速攝影機的影像數據，建立位移量測及二維應變映射圖。
非接觸方式
可在不影響樣品的條件下進行量測。
DIC (數位影像相關法)
此方法可比較物體變形前、後的表面隨機型態，分析型態移動的程度。這項方法可應用於高溫組件、大型結構、顯微鏡下的顯微成分，進行應變分析。
High-Speed Puncture Impact Testing Machine
隨著對安全性和可靠性提高的需求增加，評估材料和零件的動態強度 (衝擊特性) 變得越來越重要。試驗機可以在最高速度為 72 km/h (20 m/s) 時獲得最大測試力，能量和位移的數據。有兩種型號可供選擇：沖床型 (HITS-P10) 和拉伸載荷型 (HITS-T10)。
High-Speed Video Camera
搭載島津專有的 FTCMOS 高速 CMOS 圖像感測器，可實現高達每秒 10,000,000 幀的超高速連續影片錄製。可以擴展記憶體容量以存儲多達256個圖像幀。此外，在高達 500 萬幀/秒的速度下，可以以400 x 250 pixels的最大解析度拍攝影片，從而可以對樣品進行詳細分析。