在材料力學(xué)性能研究領(lǐng)域，精確測量應(yīng)變對于深入了解材料特性至關(guān)重要。LSM - 9100W 作為一款自動測量失真檢查員，在針對不同類型材料測量應(yīng)變時存在具體方法差異。以下將展開詳細(xì)闡述：
針對金屬材料的應(yīng)變測量
金屬材料特性分析：金屬材料具有較高的強(qiáng)度和良好的導(dǎo)電性等特性，在受力時的變形行為相對較為規(guī)則。例如常見的鋁、鋼鐵等金屬，其晶體結(jié)構(gòu)決定了它們在應(yīng)力作用下的滑移和位錯機(jī)制，進(jìn)而影響應(yīng)變表現(xiàn)。
LSM - 9100W 測量方法：LSM - 9100W 具備的六倍光學(xué)變焦功能在金屬材料應(yīng)變測量中發(fā)揮關(guān)鍵作用。對于金屬試件，可通過光學(xué)成像系統(tǒng)清晰捕捉其表面在受力前后的細(xì)微變化。由于金屬表面相對光滑，可能無需額外制作人工散斑圖案(但在某些高精度測量需求下，也可能會制作散斑以提高測量精度)。測量時，利用光學(xué)系統(tǒng)記錄金屬試件在不同加載階段的圖像，通過對這些圖像的數(shù)字圖像相關(guān)(DIC)分析，確定材料表面各點(diǎn)的位移，進(jìn)而計算出應(yīng)變。例如，在對鋁合金試件進(jìn)行拉伸試驗(yàn)時，LSM - 9100W 可實(shí)時監(jiān)測試件表面特定區(qū)域的應(yīng)變分布，觀察應(yīng)變集中區(qū)域的形成和發(fā)展，為評估鋁合金材料的力學(xué)性能提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。
針對高分子聚合物材料的應(yīng)變測量
高分子聚合物材料特性分析：高分子聚合物材料具有粘彈性，其分子鏈結(jié)構(gòu)使得材料在受力時不僅會發(fā)生彈性變形，還會伴隨著粘性流動，導(dǎo)致應(yīng)變響應(yīng)較為復(fù)雜。例如，聚丙烯(PP)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)等聚合物，其性能受溫度、加載速率等因素影響較大。
LSM - 9100W 測量方法：對于高分子聚合物材料，LSM - 9100W 同樣采用基于 DIC 的光學(xué)測量原理。然而，由于聚合物材料表面相對粗糙且可能存在各向異性，在測量時需要特別關(guān)注圖像采集的準(zhǔn)確性和一致性。對于一些透明或半透明的聚合物材料，如 PDMS，可能需要添加適當(dāng)?shù)娜玖匣蛑谱魃邎D案以增強(qiáng)對比度，便于準(zhǔn)確識別材料表面的特征點(diǎn)。在對添加短玻璃纖維的聚丙烯試件進(jìn)行應(yīng)變測量時，LSM - 9100W 可以捕捉到由于纖維增強(qiáng)作用導(dǎo)致的應(yīng)變分布變化，分析纖維與基體之間的界面作用對應(yīng)變傳遞的影響，從而評估復(fù)合材料的性能。
針對復(fù)合材料的應(yīng)變測量
復(fù)合材料特性分析：復(fù)合材料由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料通過物理或化學(xué)方法組合而成，具有各向異性和復(fù)雜的微觀結(jié)構(gòu)。例如，碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，其優(yōu)異的比強(qiáng)度和比剛度源于碳纖維與基體材料之間的協(xié)同作用。但由于復(fù)合材料內(nèi)部存在多種相和界面，其應(yīng)變分布呈現(xiàn)出不均勻性。
LSM - 9100W 測量方法：使用 LSM - 9100W 測量復(fù)合材料應(yīng)變時，首先要考慮到材料微觀結(jié)構(gòu)對測量的影響。由于復(fù)合材料表面的非均質(zhì)性，需要選擇合適的測量區(qū)域和放大倍數(shù)，以確保能夠準(zhǔn)確反映整體的應(yīng)變情況。通過高分辨率的光學(xué)成像和 DIC 分析，LSM - 9100W 可以獲取復(fù)合材料在不同加載條件下的應(yīng)變場分布，識別出纖維斷裂、基體開裂以及界面脫粘等損傷模式對應(yīng)的應(yīng)變特征。例如，在對碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料進(jìn)行彎曲試驗(yàn)時，LSM - 9100W 可實(shí)時監(jiān)測復(fù)合材料表面不同位置的應(yīng)變變化，為評估復(fù)合材料的損傷演化和失效機(jī)制提供重要依據(jù)。
針對微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)材料的應(yīng)變測量
MEMS 材料特性分析：MEMS 材料尺寸微小，通常在微米甚至納米尺度，其力學(xué)性能與宏觀材料存在顯著差異。例如，99.9% 鎳薄膜等 MEMS 材料，其表面效應(yīng)和尺寸效應(yīng)明顯，使得材料的力學(xué)行為變得復(fù)雜。
LSM - 9100W 測量方法：對于 MEMS 材料，LSM - 9100W 的高精度光學(xué)測量能力顯得尤為重要。由于材料尺寸小，傳統(tǒng)的應(yīng)變測量方法難以適用。LSM - 9100W 通過高倍率光學(xué)變焦和精確的圖像采集系統(tǒng)，能夠捕捉 MEMS 材料表面極微小的變形。在對 500μm 厚的 99.9% 鎳薄膜進(jìn)行拉伸試驗(yàn)時，利用 LSM - 9100W 可測量不同寬度和長度試件的應(yīng)變，通過分析應(yīng)力 - 應(yīng)變曲線，獲取材料的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、斷裂強(qiáng)度、斷裂應(yīng)變和楊氏模量等力學(xué)性能參數(shù)，為 MEMS 材料的設(shè)計和應(yīng)用提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支持。
