6月25-27日，由中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)材料分會(huì)主辦，江南大學(xué)承辦的第八屆材料與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度青年工作論壇在江蘇無(wú)錫市舉辦。

  隨著石油化工、海洋工程、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域裝備制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，對(duì)材料、制造技術(shù)與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等方面提出了新的要求。在國(guó)家“十四五”規(guī)劃開(kāi)篇之年，會(huì)議聚焦面向服役性能的材料強(qiáng)韌性均衡設(shè)計(jì)、極端與復(fù)雜工況下強(qiáng)度測(cè)試與壽命預(yù)測(cè)等議題，進(jìn)行了充分的探討及交流。

  新拓三維在現(xiàn)場(chǎng)展出的XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)成為一大亮點(diǎn)。XTDIC系統(tǒng)通過(guò)追蹤物體表面變形前后散斑圖像中像素點(diǎn)的位移量，計(jì)算材料與結(jié)構(gòu)表面的全場(chǎng)位移，這項(xiàng)自主研發(fā)的技術(shù)成果總體達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，可精確分析材料和結(jié)構(gòu)受力過(guò)程中的疲勞斷裂機(jī)理和行為。

  傳統(tǒng)的材料與結(jié)構(gòu)疲勞測(cè)試，一般采用接觸式的測(cè)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(cè)量需求，使得傳統(tǒng)的電測(cè)法已無(wú)法適用。XTDIC系統(tǒng)可以獲取視場(chǎng)范圍的全場(chǎng)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(gè)過(guò)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(jì)的科學(xué)依據(jù)。

  高溫材料拉伸

  為了在汽車(chē)、焊接工藝等材料研究方面取得重大進(jìn)步，材料研究人員正在開(kāi)發(fā)更輕，更堅(jiān)固且能長(zhǎng)時(shí)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(shí)驗(yàn)提供可靠的非接觸式測(cè)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(shí)現(xiàn)高溫散斑圖案的清晰采集，可實(shí)現(xiàn)3000攝氏度的材料高溫拉伸應(yīng)變測(cè)量。

  高溫焊接變形

  焊接過(guò)程焊縫區(qū)的變形機(jī)理研究是長(zhǎng)期存在的難題，由于焊縫區(qū)存在1000度以上高溫，接觸式測(cè)量方法受溫度的影響，難以有效地測(cè)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(cè)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(cè)量薄板在焊接過(guò)程的三維位移、應(yīng)變，通過(guò)與仿真模擬驗(yàn)證，為焊接變形的研究提供科學(xué)的測(cè)量數(shù)據(jù)。

  金屬材料拉伸顯微測(cè)量

  材料機(jī)械性能對(duì)于裝備高效運(yùn)行至關(guān)重要，測(cè)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(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

  微觀尺度下材料力學(xué)的應(yīng)變測(cè)試，使用微米甚至納米級(jí)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(guò)拉伸試驗(yàn)測(cè)得材料的載荷-位移曲線(xiàn)，可快速、精確地測(cè)出被拉伸材料的力學(xué)性質(zhì)，如彈性模量，屈服強(qiáng)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(guò)測(cè)量材料在載荷下的變形極限，為改進(jìn)成形工藝提供技術(shù)基礎(chǔ)和實(shí)用判據(jù)。

  XTDIC-FLC三維板材成型極限測(cè)量系統(tǒng)，可測(cè)量板料在載荷下表面整體的瞬時(shí)位移場(chǎng)和應(yīng)變場(chǎng)，測(cè)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(mǎn)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(shí)驗(yàn)主要用于材料動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的測(cè)試，打擊桿高速?gòu)椚胼斎霔U時(shí)，在輸入桿中產(chǎn)生入射脈沖，應(yīng)力波通過(guò)彈性輸入桿到達(dá)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(guò)材料同時(shí)產(chǎn)生反射脈沖，進(jìn)入彈性輸入桿和投射脈沖進(jìn)入輸出桿。

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

  材料沖擊載荷下應(yīng)變、位移場(chǎng)

  結(jié)構(gòu)裂縫生長(zhǎng)演化

  韌性材料在服役過(guò)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(lái)衡量材料已存在內(nèi)在缺陷或結(jié)構(gòu)缺陷時(shí)，裂紋擴(kuò)展導(dǎo)致材料斷裂所需的臨界應(yīng)力。

  斷裂過(guò)程中的應(yīng)變分布

  結(jié)構(gòu)負(fù)載疲勞

  對(duì)于新設(shè)計(jì)制造的車(chē)橋，需要利用專(zhuān)門(mén)的高動(dòng)態(tài)性能固定試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行模擬加載試驗(yàn)，檢測(cè)各項(xiàng)工作性能和可靠性指標(biāo)。車(chē)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(cè)量車(chē)橋關(guān)鍵部位變形和損傷的起始位置，并實(shí)時(shí)記錄車(chē)橋結(jié)構(gòu)表面的全場(chǎng)變形，直觀看到測(cè)量區(qū)域內(nèi)全部的位移變化，為車(chē)橋的負(fù)載變形、可靠性分析提供數(shù)據(jù)支撐。

  機(jī)構(gòu)件應(yīng)變測(cè)量結(jié)果

  技術(shù)賦能產(chǎn)業(yè)，創(chuàng)新引領(lǐng)未來(lái)。新拓三維在材料與結(jié)構(gòu)的疲勞行為及失效；材料強(qiáng)度、韌性測(cè)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(cè)量經(jīng)驗(yàn)，依托自主研發(fā)的XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)，并重點(diǎn)關(guān)注科研、高端制造領(lǐng)域的測(cè)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(cè)量方案。