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建構非接觸全場三維數位影像相關法並應用於結構動態變形量測與損傷檢測【2016 AOI創新獎佳作】

建立日期：2018/03/09
  • 作者： 國立臺灣大學機械工程系-陳亮至/馬劍清、國立臺北科技大學機械工程系-張敬源、
  • 出處： 2016 AOI論壇與展覽
  • 內容： 立體數位影像相關法(Stereo DIC)是一種非接觸、全場、三維變形量測的光學技術，由於 Stereo DIC 的方便性與實用性高，近年來被廣泛應用於實驗力學研究與實際工程問題的量測。首先本研究應用自行開發及撰寫相關軟體程式 Stereo DIC系統，針對懸臂薄板結構進行面外動態變形量測，傳統針對三維問題需使用雙相機 Stereo DIC的量測架設的影像同步性與設備成本的議題是值得探討的，因此本文提出使用單一高速攝影機結合一組反射鏡來達到 Stereo DIC的高速動態全場三維變形量測，接著量測懸臂薄板結構之共振頻率、共振模態、強迫振動之位移響應與衝擊負載之暫態位移響應，並使用理論解析、有限元素法(FEM)模擬與光纖位移計(FS)量測結果進行驗證。另外本研究將 Stereo DIC與2D DIC技術同時應用於國家地震中心進行的核電廠圍阻體承受反覆負載的變形實驗，利用Stereo DIC對圍阻體結構進行三維變形量測，顯示Stereo DIC三維量測的能力，並將Stereo DIC與2D DIC量測結果進行比較，最後使用2D DIC量測圍阻體側面產生大裂縫前的二維全場變形，藉由全場變形計算出剪切裂縫的位置與滑移量，並將結果與產生大裂縫後影像進行比對與驗證，證實DIC的精密量測能力可在結構產生破損前預知大裂縫產生的位置，對於結構的損傷狀況的監測及安全檢測有所助益。
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