三維應(yīng)變測量用于復(fù)合材料拉伸壓縮劈裂性能測量聚合物基復(fù)合材料具有較高的比強(qiáng)度、比剛度、耐腐蝕、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)，在航空航天領(lǐng)域得到了的應(yīng)用，成為飛機(jī)、火箭、人造衛(wèi)星、武器等結(jié)構(gòu)上不可或缺的戰(zhàn)略材料。隨著聚合物基復(fù)合材料的大量應(yīng)用，復(fù)合材料構(gòu)件的失效也逐漸增多，且可能造成災(zāi)難性事故。與傳統(tǒng)的金屬材料結(jié)構(gòu)相比，復(fù)合材料在承受載荷或發(fā)生故障時(shí)的性能有著差異。因?yàn)閺?fù)合材料通常是脆性的，不像金屬通常是韌性的，后者在破壞前會變形。這些變量是復(fù)合材料所特有的，通過實(shí)驗(yàn)測試復(fù)合材料在荷載作用下的失效和破壞行為，可以為新材料及部件及的創(chuàng)新設(shè)計(jì)和性能提升提供數(shù)據(jù)依據(jù)。二、測量需求由復(fù)合材料制成的部件，在應(yīng)用過程中不可避免地會受到動態(tài)載荷的作用，而復(fù)合材料在動態(tài)載荷作用下的力學(xué)性能有著的不同，因此有必要對特殊材質(zhì)的復(fù)合材料式樣展開拉伸、剪切、壓縮試驗(yàn)，并與傳統(tǒng)的應(yīng)變片手段進(jìn)行對比。三、原有檢測方法原有解決方案電阻應(yīng)變計(jì)是過去常用的應(yīng)變測量方法，在結(jié)構(gòu)表面安裝應(yīng)變片，受載后結(jié)構(gòu)表面產(chǎn)生微小變形，應(yīng)變計(jì)的敏感柵也隨著變形，電阻相應(yīng)發(fā)生變化，即尺寸變化轉(zhuǎn)化為電阻變化，將電信號輸入儀器進(jìn)行分析，從而得到相應(yīng)應(yīng)變。
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逆向工程-新零件的設(shè)計(jì)在工業(yè)領(lǐng)域中，有些復(fù)雜產(chǎn)品或零件很難用一個(gè)確定的設(shè)計(jì)概念來表達(dá)，為獲得更優(yōu)化的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)者常通過創(chuàng)建基于功能和分析需要的一個(gè)物理模型，來進(jìn)行復(fù)雜或重要零部件的設(shè)計(jì)，然后用逆向方法構(gòu)造出三維模型，在該模型的基礎(chǔ)上作進(jìn)一步的修改，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的改型或仿形設(shè)計(jì)。2、逆向工程-已有零件的復(fù)制在缺乏二維設(shè)計(jì)圖樣或者原始設(shè)計(jì)參數(shù)情況下，三維掃描可以將實(shí)物零件轉(zhuǎn)化為數(shù)字模型，從而通過逆向工程方法對零件進(jìn)行復(fù)制，以再現(xiàn)原產(chǎn)品或零件的設(shè)計(jì)意圖，并可進(jìn)行產(chǎn)品的再創(chuàng)新設(shè)計(jì)。3、逆向工程-損壞或磨損零件的還原當(dāng)零件損壞或磨損時(shí)，可以通過三維掃描的方法，重構(gòu)該零件的數(shù)字模型，對損壞的零件表面進(jìn)行還原或修補(bǔ)，并可快速生產(chǎn)這些零部件的替代零件，從而提高設(shè)備的利用率并延長其使用壽命。4、逆向工程-設(shè)計(jì)產(chǎn)品的反復(fù)修改和精度的提高例如在汽車的外形設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師基于功能和美學(xué)的需要對產(chǎn)品進(jìn)行概念化設(shè)計(jì)，然后使用一些軟材料（例如油泥）將設(shè)計(jì)模型制作成實(shí)物模型，在這個(gè)過程中，由于對初始模型改動得非常大，沒有必要花大量的時(shí)間使物理模型的精度非常高。這時(shí)，三維掃描的作用就非常明顯。
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地震作為對人類社會影響嚴(yán)重的自然災(zāi)害，具有破壞性大、破壞范圍廣、突發(fā)性強(qiáng)及防御難度高等特點(diǎn)，常常造成大量的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。一旦發(fā)生突發(fā)性強(qiáng)烈地震，將會在極短時(shí)間內(nèi)造成建筑物倒塌、生命線系統(tǒng)工程破壞及人員傷亡，建筑物的抗震性能總體原則為“小震不壞、中震可修、大震不倒”。近年來，強(qiáng)震作用下的建筑物倒塌破壞現(xiàn)象屢見不鮮，結(jié)構(gòu)抗地震倒塌性能研究已成為地震工程領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題。通過研究混凝土框架結(jié)構(gòu)在地震作用下的比較大反應(yīng)，給出合理的抗震設(shè)計(jì)方法和抗震構(gòu)造措施，以減少結(jié)構(gòu)破壞和防止結(jié)構(gòu)倒塌，對框架結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震作用下的倒塌演變規(guī)律及破壞模式進(jìn)行研究，對結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)和很大程度避免震災(zāi)具有重要意義。二、測量需求采用相似材料結(jié)構(gòu)模型實(shí)驗(yàn)的手段，以鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)為研究對象，通過數(shù)字散斑的非接觸測量方式，獲取強(qiáng)烈地震作用下模型表面的三維全場位移及應(yīng)變數(shù)據(jù)。三、原有測量方法原有解決方案電阻應(yīng)變計(jì)是過去常用的應(yīng)變測量方法，在結(jié)構(gòu)表面安裝應(yīng)變片，受載后結(jié)構(gòu)表面產(chǎn)生微小變形，應(yīng)變計(jì)的敏感柵也隨著變形，電阻相應(yīng)發(fā)生變化，即尺寸變化轉(zhuǎn)化為電阻變化，將電信號輸入儀器進(jìn)行分析，從而得到相應(yīng)應(yīng)變。
隨著土木基建工程建設(shè)的蓬勃發(fā)展，滿堂支撐體系的使用日趨頻繁。其中，碗扣式滿堂支架在橋梁、高層建筑等混凝土結(jié)構(gòu)施工過程中的地位不容小覷，是保證工程安全質(zhì)量的關(guān)鍵工序。過去由于設(shè)計(jì)不規(guī)范、搭設(shè)構(gòu)造不合理等原因?qū)е履_手架、支架、模板倒塌事故頻發(fā)，造成了慘痛的生命傷亡和巨大的財(cái)產(chǎn)損失。因此，對碗扣式滿堂支架體系的設(shè)計(jì)中，進(jìn)行數(shù)值建模分析、工程實(shí)測相結(jié)合的穩(wěn)定性分析研究尤為重要。為研究碗扣式鋼管支架力學(xué)性能和穩(wěn)定性，采用支架負(fù)載試驗(yàn)分析方法，通過對不同步距和斜撐設(shè)置的立桿進(jìn)行加載，結(jié)合新拓三維XTDIC三維光學(xué)應(yīng)變測量系統(tǒng)，獲取三維全場變形及應(yīng)變數(shù)據(jù)，分析其力學(xué)性能及穩(wěn)定性，并與有限元數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析其變形規(guī)律，為碗扣式鋼管滿堂支架的設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)參考。二、測量需求支架坍塌安全事故頻發(fā)，其原因不僅是桿件和碗扣的質(zhì)量問題，還有碗扣式鋼管支架設(shè)計(jì)計(jì)算等問題。嚴(yán)格監(jiān)測與控制桿件質(zhì)量可減少事故發(fā)生，其根本方法是系統(tǒng)地研究碗扣式鋼管支架的受力性能，明確支架的力學(xué)概念，簡化計(jì)算方法，保證支架施工設(shè)計(jì)的結(jié)果準(zhǔn)確。三、原有檢測方法原有解決方案傳統(tǒng)的接觸式測量方法包括各種接觸式的應(yīng)變片、電子引伸計(jì)。
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3D掃描儀在不斷改進(jìn)其技術(shù)的同時(shí)，變得更實(shí)惠，更小且更易于使用。人類創(chuàng)造和復(fù)制三維物體的愿望并不罕見。人類使用各種材料已經(jīng)進(jìn)行了數(shù)千年。近引入了計(jì)算機(jī)，它徹底改變了我們所知道的生活的方方面面。計(jì)算機(jī)為數(shù)十種新技術(shù)鋪平了道路，并在1960年代后期開發(fā)了批3D掃描技術(shù)。事情已經(jīng)發(fā)生了很大的變化，現(xiàn)在不斷發(fā)展的3D技術(shù)世界繼續(xù)擾亂一系列行業(yè)。教育3D掃描已開始在全世界的教室中普及。通過使用雕刻粘土或類似的介質(zhì)，具有非常有限的3DCAD建模技能的學(xué)生能夠創(chuàng)建和3D打印完全獨(dú)特的模型，而使用軟件幾乎不可能生成這些模型。展望未來，我們將創(chuàng)建一系列結(jié)合3D掃描和3D打印使用的課程計(jì)劃。建筑進(jìn)行詳細(xì)的建筑掃描和分析的能力使3D掃描成為進(jìn)行建筑測量時(shí)極具吸引力的主張。3D掃描為用戶提供了極其準(zhǔn)確的測量結(jié)果，并能夠通過CAD充分利用，可視化和修改數(shù)據(jù)?？焖俨东@高精度信息的能力意味著節(jié)省大量的生產(chǎn)力和時(shí)間，這當(dāng)然對向客戶交付結(jié)果非常重要。除了用于測量目的，3D掃描也是尋求逆向工程的理想解決方案，無論是用于建筑物的外部，還是用于某些內(nèi)部家具。我們近與之交談的一家公司要求對已經(jīng)退化的一些外部細(xì)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)掃描。目的是使用現(xiàn)代材料生產(chǎn)替代包層。
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怎樣才能讓鼠標(biāo)器的手感比較好，而且經(jīng)過長時(shí)間使用也不易產(chǎn)生疲勞感卻是生產(chǎn)廠商需要認(rèn)真考慮的問題。因此微軟公司首先根據(jù)人體工程學(xué)制作了幾個(gè)模型并交給使用者評估，然后根據(jù)評估意見對模型直接進(jìn)行修改，直至修改到大家都滿意為止，再將模型數(shù)據(jù)利用逆向工程軟件Imageware生成CAD數(shù)據(jù)。當(dāng)產(chǎn)品推向市場后，由于外觀新穎、曲線流暢，再加上手感也很好，符合人體工程學(xué)原理，因而迅速獲得用戶的認(rèn)可，產(chǎn)品的市場占有率大幅度上升。Imageware逆向工程軟件的主要產(chǎn)品有：Surfacer——逆向工程工具和class1曲面生成工具Verdict——對測量數(shù)據(jù)和CAD數(shù)據(jù)進(jìn)行對比評估Buildit——提供實(shí)時(shí)測量能力，驗(yàn)證產(chǎn)品的制造性RPM——生成快速成型數(shù)據(jù)View——功能與Verdict相似，主要用于提供三維報(bào)告Imageware采用NURBS技術(shù)，軟件功能強(qiáng)大，易于應(yīng)用。Imageware對硬件要求不高，可運(yùn)行于各種平臺：UNIX工作站、PC機(jī)均可，操作系統(tǒng)可以是UNIX、NT、Windows95及其它平臺。Imageware由于在逆向工程方面具有技術(shù)先進(jìn)性，產(chǎn)品一經(jīng)推出就占領(lǐng)了很大市場分額，軟件收益正以47%的年速率快速增長。Surfacer是Imageware的主要產(chǎn)品，主要用來做逆向工程。
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