ARAMIS三维光学变形和应变测量分析系统——概览及原理
非接触应变测量
非接触应变测量系统（VIC-3D/VIC-2D）非接触应变测量系统（VIC-3D/VIC-2D）产品简介随着光电技术、视频技术、计算机视觉技术的发展，数字图像相关性应运而生。
CSI公司自主研制的非接触式全场应变测量系统——Vic-3D系统和Vic-2D系统，采用先进的3D ／2D数字图像相关性运算方法，测量任意的位移和形变，从500微应变至500％以上的应变，样品的尺度在1mm至10m。
样品准备简单，只需喷漆；系统启动在1个小时内可以完成；试验过程中，只需白光照明，不要求激光或其它特殊照明条件，同时可以随时对实验对象进行校正，做实时的模拟输出及数据处理；集成软件操作容易，三维绘图可以方便的插入MS-OFFICE等文档处理软件；整个测量过程是非接触的，不存在机械力交互作用，测量结果准确可靠。
此系统目前主要被工业、企业、高校、军事单位和政府单位应用在材料测试、碰撞实验、无损检测、振动分析、高速测量项目、有限元算法验证、生物测试等领域。
型号VIC-3D/VIC-2D公司名称北京乔泽科技有限公司ARAMIS 系统简介（马路科技）AR AMIS 是光学3D变形分析的系统，适合于量测工件或材料试片的3D变形及应变，藉由连续动态地撷取每个材料应变状态，以得到试片瞬间的变形、高细节分辨率以及高精度的量测数据。
对于静态及动态负载的工件或试片，AR AMIS 可以不受限材料类别并且非接触的量测到以下种类数据：●3D 表面坐标值及3D 位移●3D 速度及加速度●平面应变量及平面应变率●材料特性数值或曲线对于材料及工件变形行为有更好的了解是新材料的应用、精确的分析材料特性以及改善数值分析模型的关键。
AR AMIS提供了精确可信赖的分析结果。
非接触式扫描(atos)技术介绍
On the produced STL-Data, whitch was digitized with ATOS, cutting lines will be directly computed.
Parts of the area will be directly milled with a CNC measurement machine, complete 1:1 models on the milling machine.
ATOS 系统扫描的数据，在TEBIS软件中可视化 数据对应
- 仿真需切深部位
汽车内板, Typ R 171 Quality Quality Control, KT /
B2
粗加工: 6小时加工时间
采用左右两个相机+光栅投影进行测量的优点: • 优化参考点的拼合精度 • 使用两个数码相机可以实时检查系统的测量精度，位移量、光线变化 • 方便调整和标定系统，一个扫描头可以根据需要调节到不同的测量范
围 • 精度高、低噪声点，硬件性能稳定 • 极高的分辨率：每个数码相机分别产生测量数据,另外支持高分辨率的
• 曲面重建: Icem Surf Alias Catia V5
特征线在设计中的应用
• 设计中使用特征线 – 表达轮廓的变化 – 简化曲面
• 表达设计意图 – 表达设计方案 – 在模型上表示多个设计方案
• 拼合 – 表示坐标位置 – 同 CAD档案进行坐标对齐
photo
坐椅 设计方案与特征线
• 用胶带表达另外的设计方案 • 一个点云反映两套设计方案
照相测量方法 用于测量参考点
• 自动处理相片 • 自动测量参考点三坐标值 • 可定义坐标系 • 可自动缩放
照相测量方法 用于测量参考点
三维面形测量系统的基本原理
三维面形测量系统的基本原理三维面形测量系统是用于测量物体表面形状和几何尺寸的一种技术。
其基本原理是通过光学、激光、摄像等方式将物体表面上的点或曲线形状信息转换为数字信号，然后通过处理和分析这些数字信号，最终得到物体的三维形状和几何尺寸。
在三维面形测量系统中，光学或激光技术是常用的测量原理之一、光学技术利用投影测量和成像原理，通过将光束投射到物体表面并接收反射或散射的光来确定物体表面形状。
光线的投影和接收可以通过使用相机或其他光学装置进行。
光学技术可分为白光投影法、干涉投影法、多光束投射法等。
白光投影法是使用彩色光源投射多个不同颜色的光束到物体表面，并通过相机或其他探测器收集反射光。
通过测量不同颜色光束之间的偏差，可以计算出物体表面上各点的高度差，从而构建出物体的三维形状。
干涉投影法利用干涉原理，在物体表面上投射一束激光和参考光束，并通过光的干涉现象来测量物体表面的形状。
激光通过物体表面后，与参考光束进行干涉，产生干涉带纹理。
通过记录干涉带的图像并进行分析，可以计算出物体表面上各点的高度差，从而得到三维形状。
摄像技术是另一种常用的测量原理，通过相机记录物体表面投影图像，并通过分析图像来推断物体的三维形状。
在摄像技术中，常用的方法有结构光投影和立体视觉。
结构光投影利用光条或光栅对物体表面进行投影，并通过相机记录投影图像。
根据投影图像中的形变信息，可以计算出物体表面上各点的三维坐标。
结构光投影方法通常使用激光扫描或投影仪进行。
立体视觉利用相机组成的立体视觉系统来记录物体表面的多个视角图像，并通过相机之间的视差信息来计算物体表面上各点的三维坐标。
立体视觉方法通常需要对相机进行校准，以获得准确的视差测量结果。
除了光学和摄像技术，还有其他一些三维面形测量方法，如激光雷达、电容测量、激光干涉计等。
这些方法的原理基本上是通过测量物体表面上点或曲线的位置、形变或电容值等来反推物体的三维形状。
总之，三维面形测量系统的基本原理是通过光学、激光、摄像等方式将物体的表面形状信息转换为数字信号，并通过处理和分析这些数字信号，最终得到物体的三维形状和几何尺寸。
变形测量的名词解释
变形测量的名词解释变形测量（Deformation Measurement）是一种用于测量物体形状、大小和变形程度的技术。
它是应用于世界各个领域的一项关键技术，包括工程、建筑、地质、环境科学等。
一、变形测量的原理和方法变形测量的原理基于物体在受力或环境变化下产生的形状变化。
通过测量变形前后物体的形状差异，可以得出物体变形的大小和方向。
不同的变形测量方法适用于不同尺度和用途的物体。
1. 光学法光学法是应用广泛的变形测量方法之一。
它利用光的传播特性，通过测量光线在物体表面的反射、折射或干涉，可以获得物体的形状信息。
常见的光学测量方法包括投影仪法、激光扫描法和立体视觉法。
投影仪法通过投射光线形成图案，然后通过摄像机或传感器捕捉图案在物体表面的形状，从而测量物体的变形情况。
激光扫描法则是通过激光与物体表面的相互作用，利用三角测量原理计算物体表面上各点的坐标，从而得出物体的形状。
立体视觉法则利用多个摄像机或图像传感器以不同角度捕捉物体的图像，并通过图像处理技术恢复物体的三维形状。
2. 电子测量法电子测量法主要利用电子元件或传感器测量物体的变形。
例如，应变计是一种常用的电子测量仪器，它通过测量物体在受力下的应变情况，进而计算出物体的变形。
此外，电阻应变计、应力传感器、位移传感器等也是常用的电子测量设备。
3. 高精度测量法对于要求更高精度的变形测量，还可以采用激光干涉法、激光干涉测量系统或全局导航定位系统等高精度测量技术。
这些技术通常需要更复杂的仪器设备和数据分析方法。
二、变形测量的应用领域变形测量在工程和科学研究中具有广泛的应用。
1. 建筑工程在建筑工程中，变形测量可以帮助检测和监测建筑物的变形情况，确保建筑物的结构和安全性。
例如，在高楼大厦的建设过程中，可以通过变形测量监测建筑物的形状变化，以及地基和地下管道的变形情况。
这些数据可以用于及时调整施工方案，避免潜在的安全风险。
2. 地理勘探在地质和地理勘探中，变形测量可以用于监测地壳运动、地表沉降和地下水位变化。
变形分析技术的原理与应用
变形分析技术的原理与应用在现代科技发展的浪潮下，各个领域都迎来了高速增长的机遇。
其中，变形分析技术作为一项重要的应用之一，正在渗透到许多行业中。
本文将介绍变形分析技术的原理，并探讨其在工程、医学和材料科学等领域的应用。
第一部分：变形分析技术的原理在介绍变形分析技术的原理之前，我们先了解一下什么是变形。
变形是指物体在力的作用下发生的形状、大小和位置上的变化。
在物理学中，我们常常使用张量来描述变形。
张量可以看作是特殊类型的矩阵，用于描述物体的大小和形状的变化。
而变形分析技术，就是利用各种专门的工具和方法，对物体发生的变形进行测量、记录和分析的过程。
其基本原理是通过捕捉目标物体的表面或体积的形状，并将其与基准状态进行比较，从而得到变形的信息。
具体而言，变形分析技术主要包括形状测量、位移测量和应力分析。
形状测量是变形分析中的重要环节之一。
传统的形状测量方法包括测角尺、测高仪和投影仪等，但这些方法存在测量范围和精度方面的限制。
随着3D扫描技术的快速发展，基于光干涉或结构光原理的三维扫描仪成为了目前最常用的形状测量工具。
通过对物体表面进行扫描，可以获取其形状的三维数据，为后续的变形分析提供准确的数据基础。
位移测量是变形分析的另一个核心环节。
位移测量主要用于记录物体在受力作用下发生位移的情况。
目前，常用的位移测量方法包括激光干涉技术、电磁感应技术和视频图像处理技术。
这些技术能够实时记录物体表面点的位移信息，并将其转化为数字信号进行分析。
通过位移测量，我们可以了解物体在受力下的变形情况，为进一步的应力分析提供依据。
应力分析是变形分析的重要组成部分之一。
在物体发生变形时，内部会产生应力。
应力分析的主要目的是通过测量和计算物体表面的形变信息，推算出物体内部的应力分布情况。
应力分析方法有很多，包括光弹性法、数值模拟法和机械式方法等。
这些方法通过测量物体变形的形状信息，并应用材料力学理论，计算得出物体内部应力的大小和分布情况。
三维应变测量原理
三维应变测量原理三维应变测量原理解析什么是三维应变测量原理？三维应变测量原理是一种用于测量物体三维应变状态的方法。
它通过测量物体表面的形变信息，来计算出物体在不同方向上的应变值，从而揭示物体在受力或变形时的特性。
如何测量三维应变？三维应变测量可以使用多种方法，其中较为常用的包括：•光学方法：利用光学测量原理，使用光栅片、激光干涉仪等设备测量物体表面的位移或形变信息，从而计算出其应变值。
•应变片方法：将应变片粘贴在物体表面，应变片具有一定的敏感性，当物体受力或变形时，应变片会发生形变，通过测量形变后的应变片的光学特性变化，可以计算出物体的应变值。
•影像方法：利用相机或摄像机记录物体在受力或变形过程中的影像序列，通过分析图像中物体表面的位移或形变信息，可以计算出物体的应变值。
应变测量的基本原理三维应变测量的基本原理是根据物体受力或变形时，其表面上的点的位移和形变信息发生变化的规律。
基于这一原理，我们可以通过测量物体表面上的位移或形变信息，来推断物体在空间中各个方向上的应变状态。
具体来说，三维应变测量原理涉及以下几个关键步骤：1.表面测量：通过使用光学或其他方法，测量物体表面上的位移或形变信息。
2.数据处理：对测量到的位移或形变数据进行处理，如滤波平滑、数据配准、去除噪声等。
3.应变计算：根据测量数据，使用适当的应变计算方法，计算物体在不同方向上的应变值。
4.结果分析：根据计算得到的应变值，分析物体在受力或变形时的特性，如应变分布、形变中心等。
三维应变测量的应用领域三维应变测量在工程、材料科学、力学等领域都有广泛的应用。
以下列举几个应用领域：•结构工程：用于评估建筑物、桥梁等结构物的抗力和变形特性，为结构设计和监测提供依据。
•材料研究：用于探索材料受力时的微观应变行为，研究材料的性能和可靠性。
•生物医学：用于分析人体骨骼、关节等部位在运动或负荷下的应变情况，为医学诊断和康复提供参考。
•汽车工业：用于评估车身结构在碰撞或行驶时的变形状况，优化车辆的安全性能。
变形测量方案
变形测量方案引言：在工程领域中，变形测量是一项重要的技术，用于评估结构和材料的变形情况。
通过准确测量和分析变形数据，工程师可以了解结构运行中的性能和健康状况。
在本文中，我们将探讨一些常用的变形测量方案，介绍其原理和实际应用。
一、光学测量方案光学测量是一种非接触式测量方法，广泛应用于工程结构、材料和器件的变形测量中。
其中，激光干涉仪是一种常见的光学测量设备。
激光干涉仪利用激光束的干涉效应，通过比较参考光和测试光的相位差，实现对物体表面的变形测量。
该技术具有高精度和高灵敏度的优势，适用于微小尺度的变形测量。
除了激光干涉仪，光栅投影仪也是一种常用的光学测量设备。
光栅投影仪利用光栅图案的变形特性，通过对图案进行形变识别来测量物体的变形。
该技术具有操作简便、测量速度快的优势，广泛应用于工程领域的实时变形监测。
二、应变测量方案应变测量是一种通过测量物体内部的变形程度来评估其力学性能的方法。
其中，电阻应变片是一种常用的应变测量设备。
电阻应变片是一种根据导电材料的电阻变化来反映应变情况的设备。
它能够精确测量材料的应变，并把其转换为电阻改变的信号。
这种技术广泛应用于机械、土木等工程领域，用于评估结构和材料的变形性能。
此外，光纤传感器也是一种常用的应变测量方案。
光纤传感器利用光纤的光纤光栅、布里渊散射等原理，通过测量光的相位差和强度变化，实现对物体应变的测量。
光纤传感器具有高精度、耐腐蚀、耐高温等特点，在工程监测和结构健康评估中有着广泛的应用。
三、影像测量方案影像测量是一种基于图像处理和计算机视觉的变形测量方法。
利用高分辨率的相机和图像处理算法，可以实现对物体变形的快速、准确测量。
影像测量可以基于散斑、灰度变化等原理，实现对物体表面形貌和变形情况的测量。
在影像测量中，数字图像相关技术是一种常用的方法。
该技术通过计算图像间的相干性和相关性，实现对物体表面形貌的测量。
此外，结构光投影也是一种常见的影像测量技术。
结构光投影通过投射特定图案的光束，并通过相机拍摄反射光的变化来测量物体的表面形貌。
ARAMIS三维光学变形和应变测量分析系统——概览及原理
· 遍布全球的销售和服务网络: · 30 家分销商
GOM branches in Europe
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GOM 公司介绍
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Turbines / 能源
Aviadvigatel, BTL, Chromalloy, Sulzer, Gorbynov Aviation, Honeywell, Howmet, MTU, Pratt & Whitney, Rolls Royce, Salut, Saturn, Siemens PG, Snecma, Solar Turbines, Triumph, Turbine Services,
· Local Strain Measurement 局部应变测量 · Strain Gauge 应变片 · One Strain Value for local Strain Distribution 测量一个局部位置的应变值
· ARAMIS Strain Measurement · Global and Local Measurement 同时测量宏观应变和局部应变 · 1 … 1.000.000 Measurement Points 获得全场每个局部位置的应变值
DOM 3D LTD
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概述
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Aerospace / 航空航天
Airbus, US Airforce, Aselsan, Boeing, Cessna, DLR, ESA, EADS, Eurocopter, FAA, Lockheed Martin, MIG, NASA, NLR, Northrop Grumman, Rubin, Onera, Sukhoi, UMPO, VZLU, ...
Consumer Goods / 消费品
Adidas, Apache Footwear, Appel, Asics, Balda, Bang & Olufsen, Blaupunkt, Bosch, Ecco, Fisher Price, Fuji, Gilette, Greenpoint, Hitachi, Lego, LG Electronics, Mattel, Microsoft, Motorola, Nokia, Nolato, Olympus, Playworks, Samsung, Sony Ericsson, Sony, Villeroy & Boch, ...
· Local Strain Measurement 局部应变测量 · Strain Gauge 应变片 · One Strain Value for local Strain Distribution 测量一个局部位置的应变值
· ARAMIS Strain Measurement · Global and Local Measurement 同时测量宏观应变和局部应变 · 1 … 1.000.000 Measurement Points 获得全场每个局部位置的应变值
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ARAMIS Theoretical Basics 基础理论
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Audi, AvtoVaz, BMW, Daimler, FIAT, FORD, GM, Honda, Hyundai, Isuzu, Kamaz, Kia, Nissan, Porsche, PSA, Renault, Seat, Skoda, Tata Motors, Temsa, Toyota, Volkswagen, Volvo, ...
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TRITOP Deformation 静态变形分析
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ARAMIS Material and Component Testing 材料测试和零件测试
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ARAMIS Theoretical Basics 基础理论
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ARAMIS 三维光学变形和应变 测量分析系统——概览及原理
叶魏星 商务发展经理 道姆光学科技有限公司 DOM 3D LTD
GOM –光学测量技术的领导者 公司简介
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· 全球最大的三维光学测量系统的研发和制造商 · Know How: · 数字图像处理技术 · 三维测量技术 · 材料和元件测试 · 成立于1990年 · 今天的GOM: · 7个欧洲的分公司, 超过300名员工 · 总部位于德国 Braunschweig · 软件/硬件 研发 · 制造和管理 · 销售和技术支持 · 全球已安装超过 7000套系统
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· Measurement Methods 应变测量方法 · Global Strain Measurement 宏观应变 · Length Measurement 长度测量 · One Strain Value for homogeneous Strain Distributions 获得一个平均应变值
εy= εx=
L – L0 L0 B – B0 B0
· Transversal Strain: 横向应变
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ARAMIS Theoretical Basics 基础理论
对各种测量目标的三维测量技术
投影光栅－三维光学光栅测量技术
圆点网格－三维摄影测量技术
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标志点－三维摄影测量技术
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散斑－数字相关测量技术
概述 GOM – 测量头
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ATOS TRITOP ARGUS
ARAMIS PONTOS
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· Measurement Methods 应变测量方法 · Global Strain Measurement 宏观应变 · Length Measurement 长度测量 · One Strain Value for homogeneous Strain Distribers / 其它
Exxon, Shell, PDVSA, ... Page 4
3-Frame Setup / Frame 1 3-Frame Setup / Frame 2 3-Frame Setup / Frame 3
概述 GOM – 测量原理
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DOM 3D LTD
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概述
参考用户 (Extract)
Over 5000 installations in industry, R&D and universities: Automotive / 汽车
3D Deformation Analysis · Dynamic analysis of 3D coordinates, movements and strain 动态三维空间坐标、位移和应变测试 · 3D deformation measurement 三维变形测量 · Determination of material properties 确定材料性能 · Component testing 零件测试 · Flexibility for all applications 适合各种测试 · Standard applications, e.g. tensile tests, … 常规测试 · High temperature measurements 高温测试 · High speed measurements 高速测试 · Validation of FE simulation 验证有限元计算结果 · Real-Time measurements 在线测量 · Integration in existing testing environments 可与现有试验硬件相结合 · Tensile testing devices, load frames, … 万能材料试验机、作动器 · Replacement for extensometers and strain gauges 3-Frame Setup / Frame 1 3-Frame Setup / Frame 2 可代替引伸计和应变片
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ARAMIS Theoretical Basics 基础理论
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Strain Definition 应变的定义 · Strain Values 表面应变 · Longitudinal Strain: 纵向应变
· Measurement Methods 应变测量方法 · Global Strain Measurement 宏观应变 · Length Measurement 长度测量 · One Strain Value for homogeneous Strain Distributions 获得一个平均应变值 · Local Strain Measurement 局部应变的测量 · Strain Gauge 应变片 · One Strain Value for local Strain Distribution 测量一个局部位置的应变值
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Automotive Suppliers / 汽车零部件