ARAMIS Multisensor DIC-Systems
Vad är multisensor-DIC-system?
En kombination av flera ARAMIS-sensorer eller ARAMIS-mätsystem kallas för multisensorsystem. Multisensorsystem möjliggör tidssynkroniserade mätningar från olika perspektiv, vilka kan utvärderas i ett gemensamt koordinatsystem. Mätområdena för de sensorer som ingår i ett multisensorsystem kan vara antingen identiska eller ha olika storlekar. Genom att kombinera stora och små mätområden kan multisensorsystem samtidigt registrera och utvärdera såväl globala rörelser och deformationer som lokal töjning och lokala deformationseffekter.
Vilka är fördelarna med multisensor-DIC-system?
En av de utmaningar som provningsingenjörer ofta ställs inför vid mekaniska belastningsprov – såsom tryckprov, dragprov och böjstyvhetsprov – är att i förväg veta var sprickor kommer att uppstå och hur de kommer att utvecklas, eller var de största deformationerna kommer att ske. Vid användning av konventionella mätverktyg, exempelvis töjningsgivare och förskjutningsgivare (LVDT:er), måste ingenjören på förhand bestämma vilket område av provobjektet som ska övervakas och var de punktvisa givarna ska placeras. Detta kräver stor erfarenhet, och även med stöd av simuleringsresultat kan det hända att givarna placeras fel, vilket innebär att de mest kritiska deformationsområdena missas. ARAMIS-systemet, som bygger på beröringsfri helfältsmätning med digital bildkorrelation (DIC), erbjuder den stora fördelen att provningsingenjören inte behöver veta på förhand exakt var sprickor eller de största deformationerna kommer att uppstå. Med ARAMIS kan stora ytor på ett provobjekt mätas och utvärderas.
Multisensor-konceptet, där flera ARAMIS-sensorer kombineras för att utföra parallella mätningar ur olika perspektiv och med olika mätområden, utökar möjligheterna att analysera deformationer och rörelser med ARAMIS.
I vilka testtillämpningar används multisensor-DIC-system?
För undersökning av 3D-rörelser och deformationer vid mekanisk provning är multisensor-DIC-system mycket mångsidiga. Bland annat används multisensor-DIC-system för:
Insamling av fordonsdynamiska parametrar och hjulpositionsvariabler hos testfordon i en testrigg för hela fordon (så kallad 4-pelar-testrigg)
Analys av knäckningsbeteende hos tunnväggiga cylindriska komponenter och strukturer inom flyg- och rymdindustrin
Noggrann undersökning av godstjockleksminskning hos dragprovstavar genom mätning av både fram- och baksida
Komponentprovning inom fordons- samt flyg- och rymdindustrin
Sprickanalys på provkroppar av byggmaterial
IAB Weimar använder till exempel ett ARAMIS-multisensorsystem för sina materialtester. Vid dragprovning placeras ARAMIS-sensorerna framför och bakom varje provkropp för att registrera deformationerna från två håll. Detta innebär att man inte behöver veta på förhand var sprickor kan uppstå. Dessutom används ett gemensamt koordinatsystem för att registrera och utvärdera mätdata. Mätresultat från olika system kan också visas samtidigt med hjälp av den integrerade mjukvaran, vilket avsevärt förenklar analyser och jämförelser samt sparar värdefull tid. Dessutom möjliggör detektering av sprickspetsar spårning och utvärdering av hur sprickpunkterna utvecklas över tid. Andra storheter, såsom spricklängd, spricköppningar och spricknoder i 3D, kan också härledas.
Vad är ARAMIS?
ARAMIS är ett optiskt mätsystem för beröringsfri mätning av töjningar, förskjutningar, hastigheter, accelerationer, rotationer och vinklar. ARAMIS kombinerar teknik för punktspårning med digital bildkorrelation (DIC) för att mäta 3D-koordinater samt storheter som härleds ur dessa över tid.
ARAMIS kan användas på två sätt för att mäta töjningar och förskjutningar. Med en enskild kamera erbjuder ARAMIS funktioner för 2D-DIC och punktspårning. Detta gör det möjligt att mäta plana provstycken eller objekt, samt att bestämma förskjutningar i X- och Y-led och töjningar i ett plan.
Den fulla potentialen hos ARAMIS utnyttjas när två kameror används för 3D-mätning av töjningar och förskjutningar. Genom att använda en så kallad stereokamerasensor kan provstycken och objekt av godtycklig form mätas, och både förskjutningar och rotationer i 3D-rymden kan registreras. För att lyckas med mätningar med den optiska 3D-sensorn krävs en stabil uppställning av de två kamerorna (lämpligen i en sensorenhet av den typ som ARAMIS tillhandahåller), samt en kalibrering av stereokamerasensorn med hjälp av lämpliga kalibreringsobjekt.