基于DIC的刚性隔热瓦材料热膨胀系数研究

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作者 李大涛 陈明煜 魏霞慧 《兵器材料科学与工程》 北大核心 2026年第1期26-33,48,共9页

刚性隔热瓦材料作为可重复使用的航天器重要隔热材料,对于保障航天器安全服役至关重要。航天器返回大气层时面临严重的气动加热,不同隔热材料之间的热不匹配,易导致其界面产生裂纹,从而影响材料的隔热性能,因此掌握高温下刚性隔热瓦材... 刚性隔热瓦材料作为可重复使用的航天器重要隔热材料,对于保障航天器安全服役至关重要。航天器返回大气层时面临严重的气动加热,不同隔热材料之间的热不匹配,易导致其界面产生裂纹,从而影响材料的隔热性能,因此掌握高温下刚性隔热瓦材料的热膨胀系数具有重要意义。为测定刚性隔热瓦材料的热膨胀系数,基于数字图像相关(DIC,digital image correlation)技术,开展了材料在面内(IP,in-plane)和厚度(TTT,through-the-thickness)2个方向的热膨胀系数测定试验,获得了材料在300~1 000℃下的热膨胀系数,给出了热膨胀系数与温度之间的线性表达式,通过模拟散斑试验证实了DIC算法的可行性。结果表明:刚性隔热瓦材料的热膨胀系数随温度的升高而线性增加,且TTT方向的热膨胀系数高于IP方向。 展开更多

关键词 刚性隔热瓦材料 dic技术 热膨胀系数 测试方法

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DIC技术在SHPB试验中的应用现状与优化

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作者 甘会莲 许万敏 +2 位作者 乔永昕 万再春 王建国 《黄金科学技术》 北大核心 2025年第2期315-327,共13页

DIC(Digital Image Correlation)技术通过追踪试样表面的散斑图像,实现了对材料动态力学行为的非接触式实时监测与分析。然而,在分离式霍普金森压杆(SHPB)试验中,由于高应变率和复杂加载环境的影响,DIC技术仍面临测量精度受限和环境适... DIC(Digital Image Correlation)技术通过追踪试样表面的散斑图像,实现了对材料动态力学行为的非接触式实时监测与分析。然而,在分离式霍普金森压杆(SHPB)试验中,由于高应变率和复杂加载环境的影响,DIC技术仍面临测量精度受限和环境适应性不足等挑战。为全面掌握DIC技术在SHPB试验中的应用现状及优化方法,在阐述SHPB试验和DIC技术原理的基础上,从增量相关、形函数、初值估计和深度学习算法等多个维度,系统总结了提升大变形测量精度的相关研究成果。同时,结合SHPB试验的具体需求,从散斑制作技术和材料力学特性反馈等方面,提出了切实可行的DIC技术优化措施,包括:采用高速相机和优化图像处理算法以提升图像采集与处理系统的性能;增强DIC技术在高温、高压等复杂环境下的适应性;结合其他测试技术,实现多参数测量与综合分析,从而更全面地揭示材料的动态力学行为。DIC技术在SHPB试验中的优化趋势旨在提升测量性能、拓展应用范围,并推动测试系统的智能化发展。这将为材料动态力学性能的精确评估提供有力支持,进一步促进材料科学及相关工程领域的技术进步。 展开更多

关键词 分离式霍普金森压杆 数字图像相关方法 散斑图像 测试技术 材料力学行为

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基于DIC的7A52铝合金动态拉伸性能研究 被引量：1

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作者 王彦莉 万明明 +4 位作者 牟晓明 尹飞 厉雪 梁家毅 白嵘 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期78-83,共6页

用万能试验机和分离式霍普金森拉杆对7A52铝合金进行了准静态和动态拉伸性能测试,结合数字图像相关方法(digital imaging correlation,DIC)观测试样动态破坏图像,分析全应变场信息,研究局部应变分布和应变率特性,与传统霍普金森拉杆的... 用万能试验机和分离式霍普金森拉杆对7A52铝合金进行了准静态和动态拉伸性能测试,结合数字图像相关方法(digital imaging correlation,DIC)观测试样动态破坏图像,分析全应变场信息,研究局部应变分布和应变率特性,与传统霍普金森拉杆的电测法数据进行对比,验证霍普金森杆动态拉伸试验结果的有效性。结果表明:7A52铝合金的动态拉伸屈服强度和流动应力有明显的应变率效应,且动态加载下材料的应变硬化能力提升。DIC测试结果显示在动态拉伸过程中,试样中部X方向出现应变集中,在第500μs时达最大值13%,与电测法得到的真实应力-应变曲线中的最大应变值相当,且DIC测试得到的X方向平均应变率与电测法获得值相当,验证了霍普金森杆拉伸试验结果的有效性。 展开更多

关键词 dic测试方法 7A52铝合金 动态拉伸性能 应变场

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温湿度养护环境对CFRP-钢板界面粘结性能的影响 被引量：1

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作者 邓宗才 李宏斌 高立 《复合材料学报》 北大核心 2025年第3期1298-1312,共15页

为了揭示温湿度共同养护作用下对碳纤维增强聚合物(CFRP)粘贴钢板界面破坏模式和剥离机制的影响,本文通过CFRP-钢双剪粘结试验,综合考虑温度、湿度、粘结长度和胶层厚度多因素对CFRP-钢板界面粘结性能的影响,采用3D-DIC技术获得CFRP板... 为了揭示温湿度共同养护作用下对碳纤维增强聚合物(CFRP)粘贴钢板界面破坏模式和剥离机制的影响,本文通过CFRP-钢双剪粘结试验,综合考虑温度、湿度、粘结长度和胶层厚度多因素对CFRP-钢板界面粘结性能的影响,采用3D-DIC技术获得CFRP板表面的应变场,分析了静载拉伸过程中CFRP-钢粘结界面力学性能及破坏过程。研究结果表明:在60℃与60%相对湿度养护条件下粘结峰值荷载较高;低温和高湿环境都更易导致钢-胶界面失效;温度升高和湿度增加均会导致界面剪应力峰值降低与滑移量增加;粘结长度的增加有助于更广泛分散区域应力,而较薄(0.5 mm)的胶层有助于提高界面剪应力峰值和改善应力分布。最后,基于试验数据通过平滑法得到了简化的三折线剪切-滑移模型,为CFRP加固钢板结构的工程应用提供了理论支持和设计参考。 展开更多

关键词 CFRP-钢板 双剪试验 3D-dic 平滑法 剪切-滑移

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早龄期喷射混凝土冲击动力学响应及损伤演化试验研究 被引量：3

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作者 马俊 谢全民 +3 位作者 万鹏 孙热 章逸锋 彭磊 《振动与冲击》 北大核心 2025年第4期176-183,206,共9页

为研究冲击荷载下早龄期喷射混凝土动力学响应及损伤特征,基于霍普金森压杆对早龄期喷射混凝土开展不同冲击速度下动态压缩试验,分析其动力学特征;采用数字图像相关(digital image correlation,DIC)技术分析其冲击过程中位移场变化及能... 为研究冲击荷载下早龄期喷射混凝土动力学响应及损伤特征,基于霍普金森压杆对早龄期喷射混凝土开展不同冲击速度下动态压缩试验,分析其动力学特征;采用数字图像相关(digital image correlation,DIC)技术分析其冲击过程中位移场变化及能量演化特征。研究表明:随应变率增加,早龄期喷射混凝土峰值应力、峰值应变和动态弹性模量随之增加,且不同龄期喷射混凝土存在差异;冲击扰动下早龄期喷射混凝土裂纹发育错综复杂,劣化区域破碎,位移场从连续向不连续发展,且不同龄期喷射混凝土能量演化特征呈现明显变化。研究成果揭示了早龄期喷射混凝土在冲击荷载下的损伤特征,具有重要的理论意义和工程推广应用前景。 展开更多

关键词 早龄期 喷射混凝土 分离式霍普金森压杆冲击试验 数字图像相关(dic)法 损伤演化

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开孔钢板型竹混凝土连接件荷载滑移性能 被引量：4

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作者 魏洋 李宁 +2 位作者 吴刚 端茂军 李国芬 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1167-1173,共7页

为研究开孔钢板型竹-混凝土剪力连接件的力学行为,对3个开孔钢板型连接件进行了静载推出试验,并采用位移计测量法和数字图像相关法对界面滑移进行测量.试验结果表明,试件破坏时开孔钢板与竹材之间未发生明显破坏,开孔钢板孔内混凝土抗... 为研究开孔钢板型竹-混凝土剪力连接件的力学行为,对3个开孔钢板型连接件进行了静载推出试验,并采用位移计测量法和数字图像相关法对界面滑移进行测量.试验结果表明,试件破坏时开孔钢板与竹材之间未发生明显破坏,开孔钢板孔内混凝土抗剪榫及钢板下部混凝土支撑面发生破坏,破坏过程未见剧烈的破坏反应,破坏模式属于延性破坏.连接件的极限承载力标准差较小,承载力学性能稳定.剪力件两侧滑移沿高度整体分布规律一致,表明开孔钢板剪力件的剪力传递均匀,荷载-滑移曲线显示其具有很好的滑移变形能力.开孔钢板型竹-混凝土剪力连接件的抗剪承载力主要由开孔钢板孔内混凝土抗剪榫及钢板下部混凝土支撑面提供,特定的钢-混凝土连接件承载力计算模型对于新型开孔钢板型竹-混凝土连接件承载力的预测具有一定的适用性. 展开更多

关键词 组合结构 竹-混凝土 连接件 推出试验 数字图像相关法(dic)

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Gas Bench Ⅱ-IRMS磷酸法在线测定水中溶解无机碳碳同位素分析条件及影响因素 被引量：5

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作者 唐伟 王华 +4 位作者 蓝高勇 杨会 吴夏 涂林玲 应启和 《中国岩溶》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期419-426,共8页

采用Gas Bench Ⅱ-IRMS对水中溶解无机碳碳同位素在线测定影响因素进行研究,确立了分析方法。通过对影响因素的研究确定了水中溶解无机碳碳同位素测试的最佳平衡时间;样品水中溶解无机碳浓度与样品测试的信号强度呈明显正相关;测试过程... 采用Gas Bench Ⅱ-IRMS对水中溶解无机碳碳同位素在线测定影响因素进行研究,确立了分析方法。通过对影响因素的研究确定了水中溶解无机碳碳同位素测试的最佳平衡时间;样品水中溶解无机碳浓度与样品测试的信号强度呈明显正相关;测试过程中色谱柱温度的高低不仅会影响样品峰的出峰时间,还会影响样品峰宽、峰高及峰积分面积等,影响最终测试结果。为了确保水中溶解无机碳碳同位素测试方法的准确性与可行性,进行了方法试验验证,水中溶解无机碳碳同位素比值(δ^(13)C)的测定值与验证单位给出的δ^(13)C测定值相一致,此测试方法具有可行性。在线测试的高效率和小样量与传统方法比较有显著优势,这为拓展同位素分析技术的应用领域提供了一种快速、高效的手段。本测试分析方法适用于地下水、地表水、大气降水的溶解无机碳碳同位素组成的在线测定。 展开更多

关键词 水中溶解无机碳 碳同位素 测试方法 GAS BENCH Ⅱ-IRMS

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数字图像相关方法在实验力学教学中的应用 被引量：1

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作者 何新党 周润 +2 位作者 刘欢 王龙龙 李磊 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2023年第9期163-167,共5页

数字图像相关(Digital Image Correlation,DIC)方法以其非接触、高精度、全场变形测量等优点,在力学、航空、航天、土木工程、生物医疗等多个领域呈现出广阔的应用前景。将DIC方法引入课堂,以板件拉伸试验为例,通过DIC方法和有限元仿真... 数字图像相关(Digital Image Correlation,DIC)方法以其非接触、高精度、全场变形测量等优点,在力学、航空、航天、土木工程、生物医疗等多个领域呈现出广阔的应用前景。将DIC方法引入课堂,以板件拉伸试验为例,通过DIC方法和有限元仿真给学生呈现拉伸变形的基本过程及切应力和滑移线等力学概念,并将DIC方法测试结果和传统的应变电测法及有限元仿真分析结果进行了对比,使得教学过程更具思辨精神,极大激发了学生的学习兴趣,取得了良好教学效果。 展开更多

关键词 数字图像相关方法 实验力学 全场变形测量 拉伸试验

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聚合物PA66直至断裂的全程单轴本构关系研究 被引量：5

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作者 于思淼 蔡力勋 赵国明 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期60-68,共9页

基于有限元辅助测试方法(Finite element aided testing,FAT)对新型聚合物PA66开展了直至破坏的全程单轴本构关系的研究。另外,将VIC-3D光测所得的试样表面应变场结果与有限元模拟结果进行对比,表明通过FAT方法获得的聚合物PA66全程单... 基于有限元辅助测试方法(Finite element aided testing,FAT)对新型聚合物PA66开展了直至破坏的全程单轴本构关系的研究。另外,将VIC-3D光测所得的试样表面应变场结果与有限元模拟结果进行对比,表明通过FAT方法获得的聚合物PA66全程单轴本构关系结果准确有效。最后给出了聚合物PA66的全程单轴本构关系曲线,给出了对应Chaboche本构关系模型的参数、材料临界破断应力、破断应变、应力三轴度等,并对试样的破断机理进行了分析。 展开更多

关键词 聚合物PA66 全程单轴本构关系 有限元辅助测试方法 VIC-3D光测系统

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固体推进剂粘弹性泊松比应变率-温度等效关系 被引量：2

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作者 吕轩 申志彬 崔辉如 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期322-326,共5页

固体推进剂粘弹性泊松比严重影响着药柱结构完整性的分析精度。针对点火增压过程药柱的受力特点,基于数字图像相关(Digital Image Correlation,DIC)方法,设计了可测试推进剂粘弹性泊松比的单向定速拉伸试验,研究了温度和拉伸速率对推进... 固体推进剂粘弹性泊松比严重影响着药柱结构完整性的分析精度。针对点火增压过程药柱的受力特点,基于数字图像相关(Digital Image Correlation,DIC)方法,设计了可测试推进剂粘弹性泊松比的单向定速拉伸试验,研究了温度和拉伸速率对推进剂粘弹性泊松比的影响规律,利用粘弹性材料参数的应变率温度等效原理,建立了参考温度下推进剂粘弹性泊松比的应变率主曲线。研究表明,推进剂的粘弹性泊松比随温度和拉伸速率的增大而增大,当拉伸速率达到 500mm/min时,推进剂泊松比逐渐趋近于某一常值。考虑到发动机点火增压过程,药柱的加载速率一般在0.5s-1以上,应变率较大,因此可以将推进剂的泊松比取为一常数,但必须考虑发动机的工作温度,选取合适的泊松比。相关方法和结论可为固体发动机结构完整性分析和贮存寿命预估提供参考。 展开更多

关键词 固体推进剂 粘弹性泊松比 dic 方法 单向定速拉伸试验 应变率温度等效原理 应变率主曲线

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基于楔入劈拉测试方法的全级配大坝混凝土裂缝扩展试验研究 被引量：3

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作者 卜静武 田硕 +2 位作者 孙浩文 吴新宇 卢建琴 《混凝土》 CAS 北大核心 2022年第9期169-173,178,共6页

为了研究全级配大坝混凝土裂缝扩展机理,针对3组不同缝高比的全级配大坝混凝土带缺口立方体试件开展了楔入劈拉试验,同时采用数字图像相关方法测量试件表面位移。结果表明:峰值荷载随着初始缝高比的增大而减小。虚拟裂缝长度在裂缝尖端... 为了研究全级配大坝混凝土裂缝扩展机理,针对3组不同缝高比的全级配大坝混凝土带缺口立方体试件开展了楔入劈拉试验,同时采用数字图像相关方法测量试件表面位移。结果表明:峰值荷载随着初始缝高比的增大而减小。虚拟裂缝长度在裂缝尖端位移达到临界值时达到最大,且随着初始缝高比的增大而减小。宏观裂缝扩展速度和有效裂缝长度随着初始缝高比的增大而减小。有效裂缝长度随着骨料粒径增加而增加,且增长倍数随骨料粒径和试件有效高度的增大而增大。 展开更多

关键词 全级配大坝混凝土 楔入劈拉试验 缝高比 数字图像相关方法 裂缝张开位移 有效裂缝

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不同钻孔组合影响下单轴压缩试验中砂岩的力学性质和破坏特征

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作者 王守光 刘化广 +5 位作者 穆鹏宇 杨强 刘耀儒 刘千惠 刘驰 江星宇 《清华大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第10期1821-1837,共17页

水工隧道施工过程中围岩的高应力场容易引发岩爆现象,对工程安全造成威胁,围岩的钻孔卸压是岩爆主动防治措施中一类较为经济的方法。为研究不同钻孔数量和钻孔深度组合下水工隧洞砂岩力学性质和破坏特征,基于单轴压缩试验机和VIC-3D非... 水工隧道施工过程中围岩的高应力场容易引发岩爆现象,对工程安全造成威胁,围岩的钻孔卸压是岩爆主动防治措施中一类较为经济的方法。为研究不同钻孔数量和钻孔深度组合下水工隧洞砂岩力学性质和破坏特征,基于单轴压缩试验机和VIC-3D非接触式全场应变测量系统对8种不同钻孔组合的砂岩进行了单轴压缩试验,分析了8种钻孔组合下砂岩抗压强度、弹性应变能积聚及释放特征,拟合了砂岩剩余体积率与砂岩抗压强度之间的回归关系;通过数字图像相关法(DIC)和断裂相场模拟分析了8种钻孔组合下砂岩裂纹演化与破坏特征,并基于有限元数值模拟对比分析了直孔和10°斜孔对砂岩应力重分布的影响。结果表明:1)钻孔半径相同时,钻孔越深砂岩抗压强度越低;2)钻孔半径和钻孔深度相同时,随着钻孔数量增加,砂岩抗压强度非持续下降,钻孔布置亦可能影响砂岩抗压强度;3)砂岩弹性应变能与抗压强度呈高度正相关,损失能与弹性应变能的比值越接近0,砂岩破坏越剧烈;4)VIC-3D系统测量和数值模拟结果均证实了单轴压缩下砂岩的蝶形破坏趋势,且非对称结构3个钻孔的方案砂岩抗压强度低,远场应力下降多,破坏时间早,经济可行;5)在岩性和钻孔深度相同时,直孔和10°斜孔对砂岩最大主应力重分布的影响相近,但施工时要结合现场实际和需求进行钻孔。研究为水工隧洞钻孔卸压方案的优化设计提供了一定参考。 展开更多

关键词 钻孔卸压 砂岩 单轴压缩 数字图像相关法

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钢纤维掺量和配筋率对UHPC轴拉性能和开裂行为的影响 被引量：2

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作者 罗贤志 张素梅 +3 位作者 李爱东 张晨明 赵林 张雨晨 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期13-28,共16页

超高性能混凝土(UHPC)因物理力学性能优异而被广泛用作结构的加强层或保护层,但2%~3%的典型纤维体积掺量带来的高昂成本仍阻碍着其进一步推广应用。相较于典型纤维掺量UHPC,低纤维掺量UHPC材料成本更低,且具有改善配筋UHPC延性的潜力。... 超高性能混凝土(UHPC)因物理力学性能优异而被广泛用作结构的加强层或保护层,但2%~3%的典型纤维体积掺量带来的高昂成本仍阻碍着其进一步推广应用。相较于典型纤维掺量UHPC,低纤维掺量UHPC材料成本更低,且具有改善配筋UHPC延性的潜力。为探究低纤维掺量配筋UHPC的轴拉性能和开裂行为,通过轴向拉伸试验测试了10组共30个试件的拉伸响应,并采用图像识别算法定量评估了试件内部的纤维分布特征,基于试验结果分析了配筋率和纤维掺量对配筋UHPC延性、承载能力和开裂行为的影响。研究结果表明:0.5%纤维体积掺量UHPC的延性随配筋率增大近似线性增加,但改变配筋率对2.0%纤维体积掺量UHPC的延性影响有限;配筋UHPC达到拉伸承载力时UHPC和钢筋的应力受配筋率和纤维掺量配比影响,计算拉伸承载力时需予以考虑;配置钢筋可显著提升0.5%纤维体积掺量UHPC控制最大裂缝宽度的能力,但对2.0%纤维体积掺量UHPC控制最大裂缝宽度的能力影响不大;改变配筋率对配筋UHPC最大裂缝宽度的影响较小;将纤维体积掺量从2.0%降低至0.5%后,除控制最大裂缝宽度的能力略有降低外,配筋UHPC的其他轴拉性能基本未见退化。 展开更多

关键词 超高性能混凝土 钢纤维掺量 配筋率 纤维分布 轴拉试验 数字图像相关方法 轴拉性能 开裂行为

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