Sistemi di correlazione di immagini digitali multi-sensore ARAMIS

La combinazione di più sensori ARAMIS o di sistemi di misura ARAMIS è chiamata sistema multi-sensore. I sistemi multi-sensore consentono di effettuare misure sincronizzate da diverse prospettive che possono essere analizzate in un sistema di coordinate comune. Le aree di misura dei sensori utilizzati nel sistema multi-sensore possono essere uguali o di dimensioni diverse. Combinando aree di misura grandi e piccole, i sistemi multi-sensore possono registrare e analizzare simultaneamente i movimenti e le deformazioni globali, nonché gli effetti locali di deformazione e di sforzo.

In generale, una delle sfide per gli ingegneri addetti alle prove di carico meccanico, come le prove di compressione, di trazione e di rigidità flessionale, è sapere in anticipo dove si formeranno le crepe e come si svilupperanno o dove si verificheranno le deformazioni massime. Con gli strumenti di misura convenzionali, come gli estensimetri e i trasduttori di spostamento (LVDT), gli ingegneri devono decidere in anticipo quale area del campione vogliono osservare nella prova e dove posizionare i sensori di misura a contatto. Ciò richiede molta esperienza e, anche con l’aiuto dei risultati delle simulazioni, può accadere che i sensori siano posizionati in punti sbagliati e che quindi non vengano catturate le aree di deformazione più importanti. Il sistema ARAMIS, con il suo principio di misurazione a superficie intera e non a contatto basato sulla correlazione di immagini digitali (DIC), offre il grande vantaggio che gli ingegneri addetti ai test non hanno bisogno di sapere in anticipo dove si verificano esattamente le crepe o le deformazioni più elevate. Con ARAMIS è possibile misurare e analizzare ampie aree di un componente di prova.

Il concetto di multi-sensore, che combina diversi sensori ARAMIS per registrare misure parallele da diverse prospettive e con diversi campi di misura, amplia la possibilità di analizzare deformazioni e movimenti con ARAMIS.

Per l’indagine dei movimenti e delle deformazioni 3D nelle prove meccaniche, i sistemi di correlazione di immagini digitali multi-sensore sono molto versatili. I sensori di correlazione di immagini digitali multi-sensore sono utilizzati, tra l’altro, per:

• l’acquisizione dei parametri dinamici del veicolo e delle variabili di posizione delle ruote dei veicoli di test sul banco di prova per veicoli completi (banco di prova a 4 postazioni)
• L’analisi del comportamento di instabilità di componenti e strutture cilindriche a parete sottile nell’industria aerospaziale
• Lo studio accurato della riduzione dello spessore dei campioni sottoposti a test di tensione mediante la misurazione del lato anteriore e posteriore dei campioni stessi
• Collaudo di componenti nel settore automotive e aerospaziale
• L’analisi delle fessure su campioni di materiale da costruzione

IAB Weimar, ad esempio, utilizza un sensore multiplo ARAMIS per i suoi test sui materiali. Per le prove di trazione sui campioni, ad esempio, i sensori ARAMIS sono posizionati davanti e dietro ogni campione per registrare le deformazioni da due lati. In questo modo si elimina la necessità di conoscere i punti in cui potrebbero verificarsi le fessure prima del test. Inoltre, un sistema di coordinate comune registra e analizza i dati di misura. I risultati delle misure provenienti da sistemi diversi possono essere visualizzati simultaneamente grazie al software integrato, semplificando notevolmente le analisi e i confronti e risparmiando tempo prezioso. Inoltre, il rilevamento della punta della cricca consente di tracciare e valutare la curva di progressione dei punti di cricca. È possibile ricavare anche altre dimensioni, come la lunghezza della fessura, le aperture e i valori medi in 3D.

ARAMIS è un sistema di misura ottico per l’acquisizione non a contatto di deformazioni, traslazioni, velocità, accelerazioni, rotazioni e angoli. ARAMIS combina la tecnologia di tracking dei punti e l’approccio della correlazione di immagini digitali per misurare le coordinate 3D e le dimensioni geometriche da esse derivanti in un dato periodo di tempo.

ARAMIS può essere utilizzato in due modi per misurare le deformazioni e le traslazioni. Con una sola telecamera per le misure, ARAMIS offre funzioni di correlazione di immagini digitali 2D e di tracking dei punti. Ciò significa che è possibile misurare campioni o oggetti piatti e determinare le traslazioni in direzione X e Y e le deformazioni planari.

La piena potenza di ARAMIS entra in gioco quando si utilizzano due telecamere per misurare in 3D le deformazioni e le traslazioni. Utilizzando un cosiddetto sensore stereo, è possibile misurare campioni e oggetti di qualsiasi forma e catturare traslazioni e rotazioni nello spazio 3D. Per eseguire con successo le misure con il sensore ottico 3D, è importante una configurazione rigida delle due telecamere (idealmente in un gruppo di sensori come quello offerto da ARAMIS) e una taratura del sensore della telecamera stereo con oggetti di taratura adeguati.

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