【コラム】DIC計測システムを使った計測の手順:引張試験

簡単な引張試験の様子を題材に、デジタル画像相関法(DIC)による変位・ひずみの測定手順をご説明いたします。

はじめに

新入社員の研修のために、社内で簡単な実験を行い、デジタル画像相関法(DIC)で計測を行いました。今回は、その際の様子をベースにDICによる計測の手順をご説明いたします。実験では、市販のアルミホイルを短冊状に切ったものを簡易試験機で引張りました。DIC計測には、GOM社のARAMIS 6M Adjustable Baseを使用しました。

DIC計測の流れ

マーキング

 計測対象にランダムパターンの塗装をします。DICでは、カメラでランダムパターンの位置の変化を記録し、ソフトウェア内でパターンの位置や形状の変化から変位やひずみを計算するためです。

今回は市販の着色スプレーで塗装を行いました。塗装には対象によってスプレー、ランダムパターンスタンプ、塗装用ブラシ、筆など様々なものを用います。計測時に光の反射が生じるとノイズの原因となり、計測自体できないこともあるため、反射を抑えるためにつや消し処理を施す場合もあります。

塗装はポイントシールを貼ることで代替が可能です。ポイントシールを用いると、貼り付けた位置の変位を取得することができるほか、面内に分布するように複数貼ることでひずみの値を取得することもできます。

試験片(塗装あり・なし)

カメラのセッティング

カメラと被測定物の距離や2台のカメラの位置関係を調整し、レンズの絞りとピントを調整します。ARAMISでは、レンズ調整を補助する機能もございます。画像内では、適当な大きさの文字を写してピントが合っているか確認しています。

キャリブレーション(校正)

キャリブレーション(校正)の様子

模様のついたオブジェクトを様々な距離・角度で撮影することでキャリブレーションを行います。これにより、2台のカメラの相対位置、姿勢、レンズのゆがみの情報を得ます。キャリブレーション用のオブジェクトの模様の大きさや位置は出荷前にあらかじめ測定されているため、キャリブレーションをすることで3次元的な座標・位置関係を取得できます。

試験実施

引張荷重を付与し、試験片が変形する様子を2台のカメラで撮影します。画面が青くなっているのは、撮影時の照明の色によるものです。

DIC解析(ポスト処理)

GOM CorrelateによりDIC解析を行います。計測を行いたい範囲と、変位や距離・ひずみといった取得したい物理量を指定すると、ソフトウェア内で自動的に計算が行われます。計算結果(計測値)はソフトウェア上でカラーコンター表示されます。画像内の任意の点での変位やひずみの値も取得可能です。ポスト処理で様々なデータが得られるので、「違う位置にひずみゲージを貼ればよかった」というような現象の見逃しを減らせます。

事例ページでは様々なDIC計測事例でのアウトプットを紹介していますので、ぜひご覧ください。

GOM Correlateの解析画面

DIC計測サービス

弊社で実施するDIC計測サービスでは、計測対象のマーキング作業・使用機材の選定・計測時の機材の操作・計測後の解析作業まで一貫して行わせていただきます。お客様の目的に沿って、実施内容をご提案させていただきます。ご興味がありましたら、まずはお気軽にお問合せください。

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