MATCHID-2D-STEREO MATCHID-2D-STEREO非接触式位移应变测量与仿真优化系统，...

MTI-3D非接触式应变测量与参数反求分析系统

比利时MatchID公司是由比利时鲁汶大学研究DIC数字图像相关技术的团队，研究FEM数字模拟的团队和英国南安普敦大学研究VFM（Virtual Fields Method）虚拟全场参数反求法团队组建的横跨光学测量，材料参数反求，有限元仿真等多学科领域研究的国际*高科技公司。

MatchID团队专注于研究：

◆DIC算法的优化，DIC精度和空间分辨率；

◆研究材料参数反求方法；

◆研究DIC与FEM仿真分析软件的直接比对；

        MatchID公司经过10多年的科研创新，推出了具有创新性的产品-MTI-3D非接触式应变测量与参数反求分析系统。MTI-3D系统的创新性在于成功将实测技术DIC、参数反求技术VFM，有限元仿真技术FEA三大技术整合到统一的平台：

         MTI-3D非接触式应变测量与参数反求分析系统，目前应用领域遍及材料力学，疲劳及断裂力学，结构力学，破坏力学，冲击力学，振动力学，微纳米力学，生物力学等等。广泛的科研工作者和工程师们利用其非接触式和全场测量方式，在常规的材料和结构变形测量中替代传统应变片，LVDT等工具进行应变、位移测量；对于大变形，高低温应变，非均质材料应变，冲击变形等领域，MTI-3D更是他们不可缺少的*测量工具。

他们使用MTI-3D系统可以快速准确的完成：

◆获取材料或结构的位移场、应变场、应力场、甚至模态和频率。

◆反求材料在弹性、塑性阶段的本构关系。

◆验证有限元模型，通过与实测比对达到降低模型误差目的。

• MTI-3D非接触式应变测量与参数反求分析系统应用

在产品研发或工程设计中的各个阶段都看到MTI-3D/2D系统广泛的应用场景：

◆为了达到新的性能而采用新材料/工程设计中，而在材料的选择必须先评估材料的力学性能是否满足要求，而为了这个目的通常须反求材料的本构关系公式；

◆材料成型工艺中材料的延展性和FLC曲线求解；

◆零部件和局部结构的强度和刚度测量；

◆振动模态分析，耐久性分析，产品碰撞、跌落等冲击测试等阶段；

◆验证有限元模型，通过与实测比对达到降低模型误差目的。

MTI-3D非接触式应变测量与参数反求分析系统让产品设计分析工程师和工程人员快速获取材料，零部件及复杂结构全面和局部的三维变形场和应变场，应力场、模态和频率等信息，并可以进一步反求各种材料的本构关系，然后从正向指导有限元模型的边界条件设置，而有限元仿真结果完成后，又可以通过实际的测量来验证FEA的准确性，通过多次跌代比较修正边界条件，提高模型精度。

先进的MTI-3D系统全面提升研发部门的创新效率，提升产品的性能和品质，缩短产品开发周期，抢占市场先机；帮助工程设计分析人员攻克更多科研难题。

1. 材料测试领域应用

MTI-3D非接触式应变测量与参数反求分析系统在材料测试领域应用主要是在以下阶段中：

• /工程设计中，而在材料的选择必须先评估材料的力学性能能否满足要求，而为了这个目的通常须利用DIC和VFM完成材料本构公式的反求；
• DIC求解材料成型工艺中材料的延展性和FLC曲线；
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适合工况包含静态的实验如：单双轴拉伸，压缩，剪切，三点弯曲，断裂，疲劳，高低温变形等等等；

动态实验如：高应变率拉伸压缩、疲劳、冲击测试（霍普金斯杆冲击）等等。

1. VFM-Elasticity虚拟场参数反求法—弹性阶段。

1. 准确反求材料弹性阶段的本构关系参数如弹性模量（复合材料可计算其分量E11,E22），泊松比，刚度矩阵参数（Q11,Q12，Q22,Q66），剪切模量G12等等。
2. 采用VSG降噪法和网格降噪法；可评估不同的VSG降噪处理和网格降噪处理对参数反求结果的影响，并给出参数分布范围。
3. 可输入边界条件如力值、试件尺寸、复材编制角度等。
4. 适合均质和非均质材料如焊缝、复合材料、结构试件等。
5. 材料模型：弹塑性材料，粘弹性材料、超弹性材料等等。
6. 适应工况：单轴拉伸、压缩、剪切、双轴拉伸等。
7. 计算全场应力分布Sxx、Syy、Sxy 。
8. 采用国际Z权威的VFM专家算法。
9. Prof. Dr. Fabrice Pierron出版了VFM

方面Z具影响力的书籍《The Virtual Fields Method 》。

1. VFM-Plasticity虚拟场参数反求法—塑性阶段。 

• DIC测量到的场数据，大量数据进行多次迭代反求塑性阶段的本构关系。
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  • Bilinear, Swift, Voce I, Voce II ,Ludwik等等。
  • residual时的本构方程、应力应变曲线等等。
  • VSG设置对参数灵敏度的影响。
  • DIC输入的应变场、Elastic-Plastic区域查看。

1. DIC与FEA条件完全一致下的比对，逆解材料参数。 
2. 静态应用案例列举
3. 动态应用案例列举

目前，高速摄影机采样率Z高可达10MHz. MTI-3D非接触式应变测量与参数反求分析系统搭配高速摄影机可以记录下一些如高速拉伸压缩试验，Hopkinson Bar 试验等实验中物体表面影像，利用DIC计算获得位移场、应变场、应力场，再利用VFM反求材料本构关系公式，特别是塑性阶段

1. 结构与零部件测试

◆产品在量产前，需要对试制模型进行大量的强度，刚度，振动模态，耐久性，碰撞，冲击测试等等测试；

◆工程项目中，对关键零部件的性能预测；

◆大型结构的仿真分析，现场寿命评估和检测；

在以上测试中，传统的测量工具如应变片，位移传感器LVDT,加速度传感器，振动计等等，只能获取有限的局部有限点的数据，为了获取更多数据往往需要布置大量的测量点，但还是不能满足分析的需求，而且糟糕的是经常会漏掉关键位置，导致测试失败、产品性能降低、造成风险隐患等等。         MTI-3D非接触式应变测量与参数反求分析系统的出现的解决这个问题：

◆利用DIC技术可以快速获得全场的三维变形和应变数据，让产品开发人员对结构和零部件的力学行为有全局的把握，也可以深入局部研究；

◆并且可以将测试结果与FEM仿真结果进行比较耦合，通过多次跌代比较修正边界条件，提高模型精度。

1. 静态应用案例列举

          零部件、大型结构的变形和应变监测对于评估产品的性能和品质，结构的力学行、寿命评估等等至关重要，有时候为了获得更高的精度或者从多个角度甚至360度的测量，我们采用高分辨率相机、多组相机同步监测 。

1. 动态应用案例

零部件和结构的动态应用主要有：冲击测试（爆炸、鸟撞。。。）、碰撞测试、跌落测试等等。

1. 振动模态测量

 MTI-3D系统可以实现对振动物体表面全场3D位移，变形和应变测量，并可以通过FFT获得振幅，频率和振型。

• MTI-3D系统概况

1. 几乎适用于任何材料和结构。
2. 测量物体大小范围：从微米级（利用SEM电镜采集照片）到大于20米大型结构。
3. 适用工况：静态测试、动态测试（高应变率测试-拉伸和压缩、冲击测试、振动测试、疲劳测试、裂纹扩展研究）、显微镜或SEM下加载、超高低温变形量测。。。。。。
4. 可用于实验室测量和野外监测。
5. 兼容性强，可以实现图像采集与测试设备的同步进行，记录外部的力值、位移、温度等信息；
6. 同时还可以实现与测试设备的通信。

• MTI-3D系统标配

 MTI-3D/2D系统除了标配的系统外，还会根据用户需求定制相应的系统，详情请MatchID公司ZG区代表龙腾科技LTY 。