Rejestracja i analiza pól przemieszczeń i odkształceń za pomocą systemu cyfrowej korelacji obrazu 3D

W ostatnich latach jako alternatywę dla tradycyjnych metod pomiarowych przemieszczeń i odkształceń zaczęto intensywnie rozwijać metody bezkontaktowego pomiaru opierające się na systemach optyczno-elektronicznych. Jednym z takich bezkontaktowych systemów pomiarowych jest system cyfrowej korelacji obrazu (ang. Digital Image Correlation, DIC), umożliwiający rejestrację i analizę pól przemieszczeń i odkształceń na powierzchni badanego obiektu w przestrzeni trójwymiarowej. W artykule przedstawiono system 3D DIC na przykładzie systemu Q-450 firmy Dantec Dynamics oraz jego zastosowanie w badaniach połączeń elementów konstrukcji stalowych; omówiono zasadę jego działania i etapy badań. Ponadto w pracy opisano zalety i ograniczenia systemu oraz zakres jego zastosowań. Narzędzia analizy pól przemieszczeń i odkształceń dostępne w programie Istra 4D, stanowiącym część systemu Q-450, pozwalają na szczegółowe określenie deformacji próbki i zjawisk zachodzących w czasie jej obciążania oraz stwarzają możliwość różnorodnej wizualizacji wyników badań. Informacje zawarte w artykule mogą być przydatne dla przyszłych użytkowników systemu i przyczynić się do szerszego stosowania metod bezkontaktowych w pomiarach przemieszczeń i odkształceń.

In recent years, as an alternative to traditional methods of displacements and strains measurements, non-contact methods based on opto-electronic systems have been developed. One of them is the digital image correlation (DIC) system which allows for the registration and analysis of the displacements and strains fields on the surface of the investigated object in three-dimensional space. The paper presents 3D DIC on the example of the Q-450 system from Dantec Dynamics and its application in the study of steel structure elements connections, discusses the principle of its operation and test stages. In addition, the paper describes the applicability of the system, its advantages and limitations. A wide analysis of displacements and strains fields with the use of various tools available in the Q-450 software Istra 4D allows detailed description of the investigated object deformation and the phenomena occurring when the object is loaded. Information presented herein may be useful for future system users and contribute to wider usage of non-contact methods in displacements and strains measurements.