Služby

Kooperace s VisionLabem

Máte zájem o přístup k odborným znalostem a moderním zařízením pro pokročilý výzkum a inovaci v oblasti optického měření deformací? Řešíte problém, se kterým si nevíte rady nebo na něj nejste dostatečně vybaveni? Nebo se chcete dozvědět více o použití optických měřicích systémů v experimentální mechanice?

 

Nabízíme možnost spolupráce na vědecko-výzkumných projektech společně s VisionLabem. Zpracujeme komplexní řešení průmyslových zakázek s možností propojení optického měření s výpočtovým modelováním. VisionLab také poskytuje konzultace, poradenství a školení v níže uvedených oblastech.

Videoextenzometrie

Laboratoř je vybavena moderními videoextenzometry, využívajícími metodu digitální korelace obrazu (DIC), společnosti X-Sight pro měření posuvů a přetvoření v rovině. Pracujeme s pokročilými softwarovými nástroji pro tahové zkoušky širokého portfolia materiálů a vzorků zahrnujích vše od normovaných vzorků po zoxidované roxory.

Výhody videoextenzometrů

Videoextenzometry umožňují bezkontaktní měření, vynikají vysokou přesností a flexibilitou a dalšími přednostmi, zejména oproti klasickým extenzometrům:

 

  • Nedochází k ovlivnění dotekem a setrvačností extenzometru zejména při měření křehkých a tenkých vzorků
  • Nehrozí poškození měřicího zařízení u testů, u nichž se při porušení vzorku uvolní velké množství elastické energie
  • Nedochází k zkreslení výsledku vlivem opotřebení mechanických částí zařízení
  • Možnost snadné analýzy chování vzorků v příčném směru, což vyžadují některé normy
  • Odpadají komplikace při měření za použití tepelných komor a klimakomor
  • Výhoda uchování záznamu a postprocessingu umožňující další vyhodnocování
  • Možnost získání informací o chování blízkého okolí vzorku, např. čelistí zkušebního stroje

Videoextenzometr nejen na tahovou zkoušku

Videoextenzometry jsou díky speciálním softwarovým nástrojům vhodné pro široké spektrum aplikací. Mezi ty základní patří zkouška tlakem (pěchovací), tří a čtyřbodovým ohybem, krutem nebo smykem.

 

U creepových, lomových a únavových zkoušek lze kromě standardního měření deformací a přetvoření zjišťovat i délku a rychlost šíření trhliny. U cyklických zkoušek je možnost synchronizovat měřicí systém se zkušebním zařízením.

 

Kromě výše zmíněných speciálních softwarových nástrojů lze vždy měřit i pole posuvů na celém povrchu vzorku (tzv. full-field).

Stereoskopická digitální korelace obrazu

Všechny výše zmíněné aplikace a měřicí nástroje lze rozšířit o další dimenzi pomocí 3D DIC systému umožňujícího měření vzorků, komponent a prototypů složitých tvarů vystavených obecnému zatěžování.

 

Pro měřicí systém nepředstavuje měřítko vzorku žádnou překážku. Je možné měřit nanovlákna pod objektivem mikroskopu stejně jako vyrazit do terénu a s širokoúhlým objektivem zaznamenávat deformaci mostu při průjezdu vlaku.

 

Systém umožňuje měřit i deformace při vyšších rychlostech. Lze zjišťovat vlastní frekvence a provozní tvary kmitů dané soustavy.

DIC měření v terénu

DIC měřicí systém lze využít i v podmínkách mimo testovací laboratoř, u libovolného stroje nebo konstrukce ve výrobní hale nebo s ním vyrazit do terénu a měřit deformace budov, stromů, soch, mostů a dalších stavebních i průmyslových konstrukcí. Například za účelem posouzení stavu strukturálních prvků a provozní bezpečnosti.

Testování miniaturních vzorků

S postupující technologickou miniaturizací se zvyšují požadavky na rozvoj nových technik testování, které musí reagovat na výzvy spojené s měřením posuvů na úrovni mikro a nanometrů.

 

Visionlab disponuje miniaturní trhačkou pro ploché vzorky s maximální hodnotou zatížení 500 N. Zařízení umožňuje měření mechanických vlastností malých vzorků pomocí videoextenzometru.

Validace a verifikace výpočtových modelů

Optické měřicí systémy jsou účinným nástrojem pro validaci výpočtových modelů. Analýzou chování reálného objektu můžeme ověřit platnost použitých okrajových podmínek, zjednodušení a předpokladů.

 

Poskytujeme verifikaci Vašich výpočtových modelů formou odborných konzultací.

Výpočtové modelování

Nabízíme i komplexní výpočtově-experimentální řešení problémů mechaniky těles, mechatroniky či biomechaniky. Věnujeme se analýzám tuhosti, pevnosti, únavy, zbytkových napětí, dynamických vlastností, hluku, vibrací, posouzení spolehlivosti a optimalizaci strojních dílů či konstrukcí dle požadavků zákazníka.

 

Nabízíme možnost vytvoření speciálního výpočtového softwaru. Nesnažíme se konkurovat komerčním programům typu Ansys, pomocí nichž lze daný problém spočítat. Vytvořením jednoúčelového programu však dosáhneme snazšího nastavení vstupních údajů, rychlejších výpočtů a efektivnějšího čtení výsledků.

 

V oblasti biomechaniky nabízíme analýzu kosterně-svalové, srdečně-cévní, dentální či sluchové soustavy člověka. Poskytujeme také kalibrace pokročilých materiálových modelů pro biologické tkáně.

 

Zabýváme se výpočty, simulacemi a optimalizací mechatronických systémů či mobilní autonomní robotikou.

Simulace technologických operací

V doméně výpočtového modelování dále nabízíme:

 

Numerické simulace vybraných technologických operací, jako je rovnání, popsané v článku (Petruška et al., 2016). Tvářecím operacím a konkrétně kování se věnuje článek (Nytra et al., 2020).

 

Identifikace křivky skutečného napětí a přetvoření a její extrapolace za mez pevnosti, včetně zahrnutí vlivu teploty i rychlosti deformace. Pro více informací si přečtete článek (Jeník et al., 2017).

 

Návrh, provedení a vyhodnocení experimentů pro kalibraci pokročilých modelů plasticity se zohledněním odezvy na:

  • cyklické zatěžování pomocí kinematického zpevnění, více viz článek (Peč et al., 2019)
  • monotónní zatěžování pomocí sdružených i nesdružených podmínek plasticity formulovaných jako kvadratické i nekvadratické plochy plasticity, prizmatické i neprizmatické.

 

Návrh, provedení a vyhodnocení experimentů a následná kalibrace kritérií tvárného porušování pro objemový materiál nebo plechy, a to jak v miniaturním měřítku, tak i pro standardní velikosti zkušebních těles i za využití digitální korelace obrazu. Více v článku (Kubík et al., 2019).

Měření mechanických veličin a vlastností soustav těles

V rámci experimentální mechaniky dále nabízíme:

 

  • Experimentální analýza napětí s využitím odporové tenzometrie při statickém i dynamickém zatížení strojních dílů a soustav
  • Analýza vlastností soustav s využitím strukturální dynamiky (EMA – experimentální modální analýza, OMA – provozní modální analýza, ODS – provozní tvary kmitu)
  • Analýza hluku a vibrací jak v oblasti strojních konstrukcí, tak i v oblasti biomedicínské
  • Diagnostika strojů a zařízení
  • Měření zbytkových napětí pomocí odvrtávání otvoru
  • Měření mechanických veličin (síly, momenty, posuvy, rychlosti, zrychlení, teploty, tlaky, otáčky)