比利時MatchID公司是由比利時魯汶大學*研究DIC數字圖像相關技術的Pascal Lava教授所帶領的的團隊,*的研究FEA數字模擬的Dimitri Debruyne教授帶領的的團隊和英國南安普敦大學研究VFM(Virtual Fields Method)虛擬全場參數反求法Fabrice Pierron團隊組成的橫跨光學測量,材料參數反求,有限元仿真等多學科領域應用研究的*高科技公司。
MatchID的團隊專注于研究:
◆DIC算法的優化,DIC精度和空間分辨率;
◆研究材料參數反求方法;
◆研究DIC與FEA仿真分析軟件的直接比對;
MatchID公司經過10多年的科研創新,推出了具有創新性的產品-全場應變測量與仿真優化分析系統。系統的創新性在于成功將實測技術DIC、參數反求技術VFM,有限元仿真FEA優化比對技術三大技術整合到統一的平臺:
◆大部分的工程項目始于原始的CAD模型。通常需要通過仿真來確保產品設計的性能與品質能否達標。這些仿真必須輸入邊界條件和材料參數。在這個過程中MI-VFM可以幫助工程師獲取準確的材料參數以減少大量的實驗驗證過程;
◆當產品設計通過后,產品的原型將會被快速制造出來并進行一系列的測試。在測試過程中,實驗優化至關重要,此時MI-FEDEF和MI-PA將能夠幫助工程師更高效的優化實驗設計;
◆zui終測試的目的是需要比對DIC測量結果與仿真結果在位移、變形、應變等方面的差異,由于DIC與FEA的網格節點、Filtering等的不*給兩者比對帶來很大困難。為此,MI-FEDEF和MI-FEAVAL是專業為解決這些問題而誕生的軟件,借助這兩個模塊,用戶可以輕松進行DIC測量結果與仿真結果的場數據的比對與評估。
為了了解材料的力學性能和鑒定其參數,工程師們往往需要對所選材料做各種測試:
(一)靜態測試:單雙軸拉伸,壓縮,剪切,三點彎曲,斷裂,疲勞,高低溫變形等等等,利用全場應變測量和仿真優化系統可以快速測量到材料表面全場的3D位移、應變、應力等等。
(2)動態測試:高應變率拉伸壓縮、疲勞、沖擊測試(霍普金斯桿沖擊)等等。
目前,高速攝影機采樣率zui高可達10MHz. 全場應變測量與仿真優化分析系統搭配高速攝影機可以*記錄下一些如高速拉伸壓縮試驗,Hopkinson Bar 試驗等實驗中物體表面影像,利用DIC計算獲得位移場、應變場、應力場,再利用MI-VFM反求材料本構公式,特別是塑性階段。
(3)在利用全場應變測量和仿真優化系統快速測量到材料表面全場的3D位移、應變、應力等等后,工程師可以直接利用軟件中的MI-VFM模塊反求材料的本構模型的參數,MI-VFM模塊將直接調用軟件計算的位移場和應變場數據進行反求。
當產品設計通過有限元仿真預測后,產品的原型將會被快速制造出來并進行一系列的測試:強度,剛度,振動模態,耐久性,碰撞,沖擊測試等等測試;
傳統的測量工具如應變片,位移傳感器LVDT,加速度傳感器,振動計等等,只能獲取有限的局部有限點的數據,為了獲取更多數據往往需要布置大量的測量點,但還是不能滿足分析的需求,而且糟糕的是經常會漏掉關鍵位置,導致測試失敗、產品性能降低、造成風險隱患等等。
zui終測試的目的是要比對DIC測量結果與仿真結果的位移、變形、應變等的差異,但由于DIC與FEA的網格節點、Filtering等的不*給兩者比對帶來很大困難,導致*以來沒有比較好的比對方法 。
全場應變測量與仿真優化分析系統的出現*的解決這些問題:
◆利用系統可以快速獲得全場的三維變形和應變數據,讓產品開發人員對結構和零部件的力學行為有全局的把握,也可以深入局部研究;
◆MI-FEDEF有限元數據預處理模塊實現了將FEA數據轉換成與DIC數據格式*,并且具有相同的Filtering條件的數據為獲得有意義的比對做好了準備;
◆MI-FEAVAL有限元驗證模塊則讓工程師們可以輕松將DIC測量結果與仿真結果的進行場數據的比對與評估;
全場應變測量與仿真優化分析系統廣泛的應用于汽車、航空航天、橋梁地質、生物力學等領域中產品在量產前,幫助工程師快速獲得產品原型在諸如:強度,剛度,振動模態,耐久性,碰撞,沖擊測試等等測試中的全場的三維變形和應變數據,zui終將DIC測量結果與仿真結果的場數據的比對與評估,驗證產品原型的各項性能,起到縮短產品的研發周期,節約成本,提升企業和產品的競爭力!
以下是羅列的一些各行各業的應用情況,以供工程師們參考!