DVC - Digital Volume Correlation ( Cyfrowa korelacja objętościowa )

Wprowadzenie

Optyczne metody obrazowania powierzchni są niezwykle ważne, nieinwazyjne narzędzie we współczesnych badaniach złożonych struktur i materiałów zaawansowanych. To intuicyjne podejście do pomiaru i analizy mechaniki materiałów, zapewniając dokładne dane liczbowe wraz z jakościową widoczności. obrazowania powierzchni pozwala uzyskać dane dotyczące kształtu, deformacji i odkształceń elementów, bez konieczności skomplikowanej kalibracji . Ważne parametry, takie jak pęknięcia górnej rozmnażania, otwarcie pęknięć i pochodnych naprężenia są łatwo uzyskać. Pojedyncze systemy kamer pozwalają na szybką analizę płaskiej deformacji i multi systemy kamer pomiaru pełnego kształtu, deformacji i odkształcenia 3D elementu badanego.

Definicja

Cyfrowa Korelacja obrazu (DVC ) to metoda, która wykorzystuje obraz optyczny do śledzenia i technik rejestracji obrazu wykonywania dokładnych pomiarów zmian w obrazach 3D. Jest ona często stosowana do pomiaru deformacji , przemieszczenia i naprężenia, ale jest również szeroko stosowana w wielu dziedzinach nauki i inżynierii. 

Większość metod optycznych umożliwia pomiar przemieszczenia i naprężenia na powierzchni próbek podczas mechanicznego obciążenia, ale nawet jeśli dodamy pomiar poza planu przemieszczenia, nie możemy wyliczyć wszystkie elementy trójwymiarowego (3D) tensora Greena -Lagrange szczep bez uzupełniają. Opracowaliśmy oryginalną nową technikę pozwalającą na dostęp do przemieszczeń w masie przezroczystego materiału i wyprowadzić pełnym 3D tensor szczepów. Metoda DVC opiera się na zasadach Digital Image korelacja (DIC) technik zwykle stosowanych od lat 80. do pomiaru samolotu lub 3D przemieszczeń powierzchni ładunkowych. Jest to rozszerzenie DIC w 3D przypadku. Pole przesunięcia między obu państwami mechanicznej (stan odniesienia i zdeformowane państwa) z badanej próbki jest mierzone na siatce 3D wirtualnej zdefiniowanej w objętości odniesienia. Przemieszczenia każdego punktu tej siatki jest obliczany przez intercorrelation szarej poziomach D sąsiedztwa wokół uważane punkt w obu państwach. D składa się z kilku wokseli (rozszerzenie "pixel" słowo w 3D) i odpowiada podgrupie objętości.

Jako  obrazu opartego na metodzie eksperymentalnej, praktyczna
Realizacja DVC stosowana do pomiaru  deformacji wewnętrznej 3D składa się z następujących trzech kolejnych kroków [5].
(1) nabycie obrazu objętościowego. Nagrywa obraz 3D, na którym będzie dokonywany pomiar. Zaawansowane obrazowanie dokonuje się  urządzeniem wolumetrycznym, takie jakmikro-CT, mikro-MRI lub LSCM.
(2) przemieszczenie 3D obliczanie pola. Określa przemieszczenia
obieranych punktów w obrazie odnosząc się do ich pierwotnego położenia, następnie wyodrębnia trójwymiarowy wektor przemieszczenia dla każdej badanej próbki. Następnie tworzy nową siatke 3D. Uzyskany wynik następnie trafia do dalszej analizy
(3) Analiza obrazu - Na podstawie uzyskanej siatki 3D zostają policzone naprężenia dla poszczególnych punktów za pomocą specjalnego oprogramowania

Tensor naprężenia

2,3 tensor obliczanie naprężeń
Z pola przemieszczeń ocenianej przez opisanej metody korelacji wkażdym wierzchołku FE
mesh, tensor naprężenia jest obliczana w każdym elemencie. Ze względu na stosunkowo dużych przyrostach odkształcenia
oraz ze względu na wysoko zlokalizowanych szczepów cienkąbeleczek, konieczne jest obliczenie skończone
Green-Lagrange szczep tensor zamiast często stosowanegonieskończenie (mały) tensora odkształcenia.
Green-Lagrange tensor naprężenia jest zdefiniowany jako:

gdzie F jest tensor gradientu deformacji i jest tensortożsamości.Obliczenie F tensor deformacji jest przez obliczaniaparametrów transformacji afinicznej między
zdeformowana i nieodkształconą czworościan. Dziewięć zwspółczynników transformacji afinicznej
między współrzędnymi przestrzennymi w nieodkształconą (odniesienia)(x; Y, Z) i zdeformowanego (x, y, z) konfiguracja dać wyszukiwaneskładniki gradientu deformacji tensor F.

Program Strain Master Volume

 StrainMaster Volume Korelacja Digital (DVC) to pakiet oprogramowania, który oblicza pełnym 3D zmęczenie i informacje deformacji z obrazami typowo nabytych od X-ray lub tomografii komputerowej (CT) skanowania, uzyskując pełną 3D objętości 3 deformacji danych składowych.Oprogramowanie łatwo wykrywa uszkodzenia i nieciągłości i innych cech materialnych.

Gdzie stosuje się strain master

 Obszary zastosowań są badania biologiczne, Geolocial Badania, charakterystyka materiału i innych. Ze względu na uniwersalność i łatwość użycia, StrainMaster z LaVision jest właściwe w szerokim zakresie zastosowań przemysłowych i akademickich, w stanie analizować obrazy ze skanowania mikroskopu elektronowego (SEM) źródła na ziarno określenia materiału konstrukcyjnego, do dużych obiektów o wymiarach kilku metrów. System jest odpowiedni do długich imprez skalę czasu zmęczenia lub ultra-szybkich zdarzeń wymagających stóp MHz kadru.

Strain Master

StrainMaster z LaVision jest state-of-the-art, nieinwazyjne narzędzie optyczne do kształtu, deformacji i analizy naprężeń przedmiotów stałych, ziarnistych i ciekłych. StrainMaster łączy najbardziej zaawansowane cyfrowe Korelacja obrazu ust DIC ) algorytmy z najwyższej jakości sprzętu aby zapewnić pełną i łatwe w obsłudze urządzenie do analizy materiałów.  StrainMaster ma zastosowanie we wszystkich branżach badających zachowanie materiału i daje szybkie i bardzo dokładne wyniki poprzez łatwy w obsłudze interfejs oparty PC. StrainMaster może być dostarczany jako kompletny system pod klucz lub jako samodzielne oprogramowanie do importowania i przetwarzania obrazów z zewnętrznego źródła, takiego jak skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM)

software abilities

Oprogramowanie StrainMaster zapewnia kompletny systemu zarządzania danymi.
Projekt jest tworzony dla każdego testu, a ten zawiera drzewo danychsurowych obrazów,
obliczone dane i pochodne.Tryb pracy partii dla wizerunku i danych
Obliczenia mogą zawierać zdefiniowane przez użytkownika funkcjenapisane w języku programowania makr
język, zapewniając maksymalną elastyczność.Struktura danych w ramach projektu jest
odzwierciedlenie w Eksploratorze Windows tak zarządzania plikamijest całkowicie przezroczysty.
Przechowywanie zdjęć używa specjalnego algorytmu bezstratnejkompresji obrazu do
zminimalizowania wymaganej ilości miejsca na dysku, choć eksportstandardowych formatów jest także
proste.

special features

-przeniesienie maskę automatycznie dostosowują się zmieniającychgranice
-przesunięcie i korektę obrotów usunąć sztywny ruch ciała
-wirtualny tensometr (ekstensometr wideo) w standardzie
-Wyświetlacz 3D dla nakładki obrazu nagranego na wysokościpowierzchni
-Różnorodność typów plików eksportowych w tym wielu filmówokiennych
szwy obraz, który można zautomatyzować z etapów tłumaczeń nabardzo wysokie
generacja rozdzielczość zdjęcia
-Wyświetlacz wektor lub siatki w połączeniu z mapą szczepu i wizerunkusurowego

 Użytkownik może skonfigurować operacji wsadowych na wielu etapach przetwarzania i korzystania z zasobów sieciowych komputerów za pośrednictwem systemu rozproszonego przetwarzania, z których wszystkie są w standardzie. gama systemów StrainMaster są dostępne z przenośnych urządzeń do pracy w terenie wysoce wyspecjalizowane wersje laboratoryjnych. Każdy system można dostosować do konkretnych wymagań i są odpowiednie zarówno dla zastosowań przemysłowych i naukowych w całym szeregu obszarów tematycznych.

---