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MatchID-2D/3D實測與仿真優(yōu)化分析系統(tǒng)

簡要描述:MatchID-2D/3D實測與仿真優(yōu)化分析系統(tǒng)。MatchID-2D/Stereo系統(tǒng)的創(chuàng)新性在于成功將實測技術DIC+Grid、參數(shù)反求技術VFM,有限元仿真FEA優(yōu)化比對技術三大技術整合到統(tǒng)一的平臺:
◆MI-DIC技術可以測量物體的全場3D位移、應變場和計算應力場;
◆MI-VFM材料本構方程反求模塊與MI-DIC無縫連接,支持對彈塑性、超彈性、粘彈性和粘塑性本構反求,為有限元仿真提供

  • 產(chǎn)品型號:
  • 廠商性質:生產(chǎn)廠家
  • 更新時間:2024-04-17
  • 訪  問  量:4854

詳細介紹

 

 比利時MatchID NV公司是由比利時魯汶大學光學圖像分析技術研究團隊,F(xiàn)EA數(shù)值模擬研究團隊和英國南安普敦大學VFM(Virtual Fields Method)虛擬場計算方法研究團隊組建的橫跨光學測量,材料參數(shù)鑒定與計算,有限元模擬等多學科領域應用研究的高科技公司。
 比利時MatchID NV公司的光學圖像分析技術研究團隊所研究的對象涉及到基于Subset的局部DIC技術、基于網(wǎng)格MESH-BASED的全局DIC技術、Grid網(wǎng)格法技術等等。

  比利時MatchID公司經(jīng)過10多年的科研創(chuàng)新,推出了具有創(chuàng)新性的產(chǎn)品MatchID-2D/3D實測與仿真優(yōu)化分析系統(tǒng)。MatchID-2D/Stereo系統(tǒng)的創(chuàng)新性在于成功將實測技術DIC+Grid、參數(shù)反求技術VFM,有限元仿真FEA優(yōu)化比對技術三大技術整合到統(tǒng)一的平臺:
◆MI-DIC技術可以測量物體的全場3D位移、應變場和計算應力場;
◆MI-VFM材料本構方程反求模塊與MI-DIC無縫連接,支持對彈塑性、超彈性、粘彈性和粘塑性本構反求,為有限元仿真提供更加材料模型;
◆MI-FEAVAL有限元驗證與評估模塊,支持自動提取ABAQUS,ANSYS,HYPERRWORKS,SiemensNX等分析軟件的網(wǎng)格數(shù)據(jù)和結果文件等數(shù)據(jù)與MI-DIC測量結果進行統(tǒng)一坐標,統(tǒng)一網(wǎng)格與統(tǒng)一濾波條件(subset, step, strain window, shape functions, interpolation)的準確比較,達到修正FEA模型目的,給出專業(yè)的評估報告。

 

 

創(chuàng)新MatchID-2D/3D實測與仿真優(yōu)化分析系統(tǒng)可以應用于整個產(chǎn)品的研發(fā)過程。

◆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(chǎn)品設計的功能。這些仿真必須輸入邊界條件和材料參數(shù)。在這個過程中MI-VFM可以幫助工程師獲取準確的材料參數(shù)以減少大量的實驗驗證過程;

◆當產(chǎn)品設計通過后,產(chǎn)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(yōu)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(yōu)化實驗設計;

◆測試的目的是需要比對DIC測量結果與仿真結果的位移、變形、應變等的差異,由于DIC與FEA的網(wǎng)格節(jié)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(yè)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(shù)據(jù)的比對與評估。

MATCHID-2D/STEREO應用

MatchID-2D/Stereo系統(tǒng)目前應用領域遍及材料力學,疲勞及斷裂力學,結構力學,破壞力學,沖擊力學,振動力學,微納米力學,生物力學等等。廣泛的科研工作者和工程師們利用其非接觸式和全場測量方式,在常規(guī)的材料和結構變形測量中替代傳統(tǒng)應變片,LVDT等工具進行應變、位移測量;對于大變形,高低溫應變,非均質材料應變,沖擊變形等領域,MatchID更是他們*的測量工具。

MI-DIC具有以下特點:
◆測量3D位移場、應變場、應力場
◆動力學分析:速度場、加速度場和應變率場
◆FFT振動模態(tài)分析
◆分辨率與信號分析
◆空間分辨率評估
◆曲面質量分析
◆邊界數(shù)據(jù)計算
◆VSG Study
◆開放二次接口

郵件-2018

為了了解材料的力學性能和鑒定其參數(shù),工程師們需要對所選材料做各種測試:

 (1)靜態(tài)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MatchID-2D/Stereo全場應變測量和仿真優(yōu)化系統(tǒng)可以快速測量到材料表面全場的3D位移、應變、應力等等。

◆拉伸測試 ◆壓縮測試 
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DCO1鋼材任意點的真實應力應變曲線測量

巖土三軸實驗,主應變E1云圖,左邊為2D顯示,右上圖為3D顯示,右下圖為2.5D變量圖;

  
◆疲勞斷裂測試 ◆高低溫測試 
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疲勞裂紋擴展實驗,Eyy云圖和曲線;上圖為橫跨裂紋的空間變化曲線,下圖為時間變化曲線

石墨1600度實驗,Eyy云圖和曲線

  

 (2)動態(tài)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,高速攝影機采樣率高達10MHz. MatchID-2D/Stereo全場應變測量與仿真優(yōu)化分析系統(tǒng)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,振動,沖擊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反求材料本構關系公式,特別是塑性階段。

◆高速領域應用 ◆超高速領域應用 

高速相機:

◆擁有高分辨率和高采樣特征;

◆分辨率2048x1536

◆滿屏下頻率5KHz—8.25KHz

◆內存36GB起
◆支持各大高速相機

超高速相機Kirana特點:

◆分辨率始終保持924x768

◆滿屏分辨率下速度可達1MHz-10MHz

◆每個事件保存180幀

郵件-2018
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新型汽車材料高應變率拉伸測試,從左邊云圖依次為Von Mises應變,位移V云圖;右邊為Von Mises應變,位移V時間曲線;

混凝土材料動態(tài)性能測試,采用Kirana超高速相機,采樣頻率1MHz采集圖像;Von Mises應變云圖;右邊曲線上圖為時間變化曲線,下圖為橫跨裂紋的空間變化曲線;

在利用MatchID-2D/Stereo全場應變測量和仿真優(yōu)化系統(tǒng)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MatchID-2D/Stereo軟件中的MI-VFM模塊反求材料的本構模型的參數(shù),其反求出來的材料模型可以直接導入到ANSYS,ABAQUS等有限元軟件中,提升仿真模型性。 
MatchID團隊之一的南安普敦大學Fabrice Pierron教授所主持的VFM(VirtualFields Method)虛擬場參數(shù)反求法已經(jīng)獲得上廣泛的認可和應用。

MI-VFM特點:
◆支持彈塑性、超彈性、粘彈性和粘塑性等材料模型 ;   
◆支持二次開發(fā)接口,自定義材料模型;   
◆無縫鏈接MI-DIC測量結果數(shù)據(jù),自動化
◆可自定義力方向、邊界和編制角度等等
◆可獲得模型參數(shù)、應力應變曲線、應力空間等等。
◆重構應力場。

郵件-2018
  

高分子材料應變率變化對超彈性,粘彈性本構影響,Syy-Eyy應力應變曲線


 

關于MI-VFM的介紹請點擊這里進一步查看!
  

  當產(chǎn)品設計通過有限元仿真預測后,產(chǎn)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(tài),耐久性,碰撞,沖擊測試等等測試;
  傳統(tǒng)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的數(shù)據(jù),不能滿足分析的需求,而且糟糕的是經(jīng)常會漏掉關鍵位置,導致測試失敗、產(chǎn)品性能降低、造成風險隱患等等。
  

   MatchID-2D/Stereo系統(tǒng)的出現(xiàn)*的解決這些問題:

◆利用MatchID-2D/Stereo系統(tǒng)讓產(chǎn)品開發(fā)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(shù)據(jù)預處理模塊支持自動提取ABAQUS,ANSYS,HYPERRWORKS,SiemensNX等分析軟件的數(shù)據(jù)與MI-DIC測量結果進行統(tǒng)一坐標,統(tǒng)一網(wǎng)格與統(tǒng)一濾波條件的數(shù)據(jù)處理為有限元比對做好了準備;

◆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(shù)據(jù)的比對與評估,達到修正FEA模型目的,并給出專業(yè)的評估報告。

MatchID-2D/Stereo全場應變測量與仿真優(yōu)化分析系統(tǒng)廣泛的應用于汽車、航空航天、橋梁地質、生物力學等領域中,幫助工程師快速獲得產(chǎn)品原型在諸如:強度,剛度,振動模態(tài),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(shù)據(jù),DIC測量結果與仿真結果的場數(shù)據(jù)的比對與評估,驗證產(chǎn)品原型的各項性能,起到縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期,節(jié)約成本,提升企業(yè)和產(chǎn)品的競爭力!


概括起來主要包含靜態(tài)和動態(tài)兩方面應用。

 (1)、靜態(tài)應用

 零部件、大型結構的變形和應變監(jiān)測對于評估產(chǎn)品的性能和品質,結構的力學行、壽命評估等等至關重要,有時候為了獲得更高的精度或者從多個角度甚至360度的測量,我們采用高分辨率相機、多組相機同步監(jiān)測 。
 (2) 、動態(tài)應用
零部件和結構的動態(tài)應用主要有:沖擊測試(爆炸、鳥撞。。。)、碰撞測試、跌落測試、振動模態(tài)測試等等。
MatchID-2D/Stereo系統(tǒng)結合高速相機,可以實現(xiàn)對物體的振動測量,同事獲得應變場,通過FFT變換可以獲得振型、加速度、頻譜圖

◆汽車交通領域應用  

車輛動態(tài)性能測試,采樣頻率2000fps,位移峰值達5mm

工程機械作業(yè)應力集中查找,Von Mises 應變云圖和時間曲線

◆航空航天領域應用  
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航空發(fā)動機葉片振動試驗,3000fps速度采集照片,Z方向加速度云圖和曲線。

旋轉部件高速旋轉下變形與應變測量,采樣頻率100KHz。

◆土木橋梁領域應用  
郵件-2018郵件-2018

混凝土梁三點彎曲裂紋擴展實驗,采樣頻率8000fps,主應變云圖和時間空間變化曲線;

野外橋梁撓度監(jiān)測,無需制作散斑,快速實時測量!

◆地質礦業(yè)領域應用  
郵件-2018郵件-2018

隧道模型實驗變形監(jiān)測,Von Mises應變云圖和時間與空間曲線。

煤層模型實驗變形監(jiān)測,實現(xiàn)長時間采集數(shù)據(jù),Y方向位移云圖和時間與空間曲線。

◆生物力學領域應用  
郵件-2018

假肢脫離模擬實驗變形測量

動物皮膚變形測試

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