Analisi ottica 3D della Deformazione

Analisi ottica 3D della Deformazione
Superfici 3D – Spostamenti – Deformazioni
in prove sui materiali e componenti
Analisi ottica 3D della Deformazione
Il sistema ARAMIS migliora l’analisi del comportamento di materiali e componenti ed è
soprattutto adeguato per monitorare esperimenti con un’alta risoluzione temporale e locale.
ARAMIS è un sistema non a contatto e indipendente dalla tipologia del materiale, sistema
che offre, per provini o componenti sottoposti ad un carico statico o dinamico, i seguenti
vantaggi:
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Coordinate superficiali 3D
Spostamenti e velocità 3D
Valori di tensione superficiale
Velocità di deformazione
A differenza di altre tecniche, ARAMIS è una
soluzione robusta per un’analisi completa di
deformazione superficiale per ogni tipologia di
provino da piccoli (mm) a grandi (multipli di 10 m).
Le misurazioni sono effettuate indipendentemente dalla geometria e dalla temperatura senza
richiedere una preparazione né troppo costosa né
troppo lunga.
ARAMIS è la soluzione per …
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Determinazione delle proprietà del materiale
Analisi del componente
Verifica dell’analisi agli elementi finiti
Controllo di provini in tempo reale
Caratteristiche di ARAMIS
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Non a contatto
Indipendente dal materiale
Indipendente dalla geometria
Misurazioni 2D e 3D
Mobile e flessibile
Misurazioni della intera superficie
Elevata accuratezza
Alta temperatura
Alta velocità
Preparazione semplice del provino
Integrazione negli ambienti di prova
Misure di oggetti da grandezze minime a
quelle massime
Da deformazioni minime a quelle massime
Elaborazione accurata di immagini per misurazioni 3D di superfici,
spostamenti e deformazioni
Il sistema ARAMIS analizza immagini ad alta risoluzione registrate da qualsiasi campione di prova sotto
sforzo. Il sistema è in grado di creare un modello matematico preciso calibrato che tiene in considerazione
anche le posizioni delle camere e dei parametri di distorsione delle lenti.
Il processo di immagine si basa sul principio di correlazione di immagini digitali. Le distribuzioni delle
variazioni di colore grigio sono calcolate per una grande quantità di piccoli sott’insiemi in ogni immagine e
forniscono posizioni accurate dei punti corrispondenti tra tutte le immagini.
Il modello matematico del setup del sensore, il
metodo di correlazione delle immagini digitali
e un calcolo di triangolazione sono combinati
per ricavare coordinate 3D altamente accurate.
Sottraendo l’informazione superficiale in tutte
le fasi di carico nello spazio 3D si ottengono
precisi valori di spostamento X, Y e Z.
Le deformazioni sono calcolate in base alla
geometria del componente seguendo le regole
della teoria di plasticità.
Poiché l’acquisizione di immagini è basata sul
tempo, si ottengono automaticamente i valori
delle velocità 3D e della deformazione.
Il sistema ARAMIS offre i risultati di misura come
• Coordinate, spostamenti e deformazione 3D
• Una mesh 3D ad alta risoluzione
• Tensore della deformazione planare
• Visualizzazione basata sul contorno
dell’oggetto
Misurazioni per una migliore comprensione
I fattori più importanti nello sviluppo di un prodotto sono l’ottimizzazione dei componenti,
l’esatta determinazione delle proprietà del materiale e la verifica dei modelli di calcolo FE.
Il sistema ARAMIS permette una migliore comprensione del comportamento del materiale e
del componente.
Verifica del materiale
I risultati precisi di ARAMIS migliorano l’accuratezza dei valori caratteristici del materiale.
Procedure di analisi esistenti vengono migliorate e sono perciò più affidabili, come ad es.
la determinazione della curva di flusso e delle curve limite di formabilità. La misura non a
contatto e i risultati ad alta risoluzione locale di ARAMIS permettono innumerevoli verifiche
di materiale che in altro modo non sarebbero possibili.
• Prove ad alta temperatura
• Prove ad alta velocità
• Campioni con piccole dimensioni
Oggi, in tutto il mondo, il sistema di misura
ARAMIS è una soluzione approvata in centinaia
di centri di ricerca sui materiali per:
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L’ analisi della tensione-deformazione
I valori R
Coefficiente di Poisson
Modulo di Young
Curve limite di formabilità (FLC)
Tensione residua
Modulo di Shear
Misurazioni 3D in tempo reale
Il sistema ARAMIS offre risultati in tempo reale per
misurazioni multiple di posizioni sulla superficie di
un campione. Questi risultati sono direttamente
trasferiti sui dispositivi di prova, le unità di acquisizione di dati o su software di post processo (ad es.
LabView, DIAdem, MSExcel, etc.) e poi utilizzati per
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Il controllo di campioni
Il test a lunga durata con requisiti di memoria
minima
L’analisi delle vibrazioni
Video Estensometri 3D
Test e analisi di componenti
ARAMIS è il sistema giusto per la comprensione
del componente stesso, dato che
• è indipendente dal materiale, dalla
dimensione e dalla geometria
• misura in condizioni di utilizzo reale.
ARAMIS considera la geometria reale del componente e questo non è possibile con dispositivi
tradizionali di misurazione come estensimetri,
sensori di spostamento (LVDT), vibrometri, etc.
I risultati di misurazione 3D sono sempre necessari
visto che l’oggetto 3D porta a un comportamento
di deformazione non-lineare. ARAMIS fa riferimento ai dati CAD 3D d’origine del componente
per allineamenti, comparazioni dirette e visualizzazioni.
Il sistema ARAMIS offre tutti i risultati per verifiche statiche e dinamiche anche ad alta velocità
per componenti minimi o massimi per
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La valutazione della forza
L’analisi delle vibrazioni
Gli studi di durata
Il Crash test
Analisi agli elementi finiti
Nuovi prodotti e processi di produzione sono
progettati e ottimizzati con metodi di simulazione numerica. I parametri del materiale e il
comportamento durante la deformazione del
componente hanno un’influenza importante
nell’accuratezza dei calcoli di simulazione e sulla
loro affidabilità.
ARAMIS è utilizzato per la verifica di simulazioni
numeriche calcolando le differenze tra misure
sperimentali e i dati FE.
Il flusso di lavoro di base
Preparazione
Il sensore mobile ARAMIS è regolato in base alla grandezza richiesta del
provino e posizionato di fronte al provino.
Misurazione
ARAMIS acquisisce le immagini e i dati analogici durante il carico del componente.
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Acquisizione di immagine definita dall’utente
Flessibile acquisizione di immagine – triggering (manuale, con una sequenza
di tempo prestabilita, TTL, con segnali analogici)
Dispositivo di registrazione dei dati integrato
Misura in tempo reale
Analisi
ARAMIS calcola automaticamente le coordinate 3D per tutti le fasi di carico e
trae i risultati di superficie, spostamento e tensione.
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Calcolo dei parametri del materiale
Importazione e comparazione dei dati CAD
Allineamento di coordinate (3-2-1, CAD, Best-Fit, …)
Compensazione del movimento del corpo rigido
Calcolo di elementi geometrici (cilindri, cerchi, coni, sfere, piani, …)
Valutazione dei dati analogici o acquisiti
Comparazione della simulazione agli elementi finiti includendo
importazione e esportazione
Reportistica
Il sistema di reportistica di ARAMIS si basa su template per la completa
generazione automatica di report. Tutti i risultati, definibili dall’utente, sono
disponibili per visualizzazioni 3D, diagrammi, tabelle, video, immagini e
possono essere esportati in formati di file standard.
Vantaggi di ARAMIS
Superficie 3D non a contatto, spostamenti e deformazioni
ARAMIS è l’unica soluzione che fornisce risultati completi di superficie 3D, spostamento e deformazione dove
sono richiesti un gran numero dispositivi tradizionali di misura (estensimetri, LVDTs, estensometri, …).
Comportamento della deformazione locale e
globale
I risultati di ARAMIS possono essere comparati
con valori di centinaia o migliaia di estensimetri,
LVDT e estensometri su un provino. Questi dati
di misura completi rappresentano gli effetti
locali e le deformazioni globali per una semplice
comprensione del comportamento del materiale
e del componente.
Più informazioni in meno tempo
La preparazione e il setup di ARAMIS è semplice,
portando velocemente ai risultati di misura.
Dalle deformazioni più piccole a quelle più
grandi
ARAMIS è l’unico metodo ragionevole per misurare deformazioni, dalle più piccole a quelle
più grandi di multipli di cento per cento (ad es.
provini di polimero con deformazione a 1000%).
L’abbinamento delle applicazioni
ARAMIS può essere impostato per soddisfare le
velocità ottimali di misurazione, le risoluzioni e
le aree di interesse.
Controller del sensore
ARAMIS è consegnato con un controller del
sensore integrato che permette l’ adattamento
all’ambiente di verifica. Questo controller è utilizzato per allineare l’acquisizione dell’immagine
con la procedura di verifica, registrare valori
analogici e comunicare con i dispositivi di prova.
Il controller del sensore è stato sviluppato da
GOM specialmente per fornire un’integrazione
automatica e sicura nelle catene di processo di
verifica di materiale e componente.
Affidabilità di processo
Il sensore ARAMIS si basa sulla comprovata tecnica
stereoscopica delle camere di GOM, assicurando così
• La compensazione delle influenza ambientali
(ad esempio temperatura ambiente,
vibrazione etc.)
• il monitoraggio automatico della calibrazione
di sensore
• l’identificazione e la compensazione del
movimento del corpo rigido
Il sistema completo ARAMIS
Camere
• Camere CCD e CMOS
• Risoluzioni di immagine diverse
• Grandezza di immagine regolabile
• Velocità di acquisizione definibili dall’utente per
soddisfare al meglio le esigenze dell’applica­zione
• Lenti stabili e certificate
Sensorie
• Frame delle camere regolabile o fisso
• Robusto e stabile
• Nessuna necessità di dispositivi per la
regolazione del sensore
• Illuminazione integrata dell’oggetto
• Puntatore laser integrato per posizionamento
semplificato
Controller di sensore
• Alimentazione per camere, illuminazione e
pun­tatore di posizione
• Unità di trigger
• Acquisizione di immagine sincronizzata
• Input e output di dati analogici
Computer/Notebook
• Potenza di processore: 64 bit
• Componenti certificati e di natura industriale
Case di trasporto
• Piattaforma di lavoro con altezza regolabile
• Case di protezione robusto e sicuro
Certificazione
• Primari di calibrazione certificati
• Algoritmi di calcolo del software certificati
NIST e PTB
• Computer con certificato FCC
Software
• Software completo proveniente da una unica
fonte
ARAMIS Dati tecnici
Configurazione
Frame rate
5M
4M
Da 15Hz fino a 29 Hz
Da 60Hz fino a 480 Hz
2448 x 2050 px
2358 x 1728 px
Risoluzione delle camere
12M
4096 x 3072 px
Da mm² fino a > m²
Campo di misura delle deformazioni
Da 0.01 % fino a > 100 % Accuratezza di misura delle deformazione
Fino a 0.01 %
1280 x 1024 px
Fino a 1024 x 1024 px
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Utilizzo della
RAM del PC
Utilizzo della
RAM del PC
Utilizzo della
RAM del PC
Utilizzo della
RAM del PC
camere RAM
Anello distanziale
Supporto delle camere
High Speed
Da 24Hz fino a 200 Hz Da 500Hz fino a 4000 Hz Da 5kHz fino a 1 MHz
Aree di misura Salvataggio delle immagini
HS
Regolabile/fisso
Regolabile/fisso
Regolabile/fisso
Regolabile/fisso
Regolabile
Accessori
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-
Cablaggio dei cavi integrata
•
•
•
•
-
Puntatori di posizionamento
1o3
1o3
1o3
1o3
-
integrata
integrata
integrata
esterna
esterna
Rack professionale per PC
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•
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•
•
Notebook
•
-
-
-
•
Unità di Controllo
del sensore
Unità di Controllo
del sensore
Unità di Controllo
del sensore
Unità di Controllo
del sensore
Opzionale
175 x 180 mm
235 x 185 mm
215 x 185 mm
230 x 185 mm
Variabile
Variabile
Variabile
Variabile
5 kg
6.5 kg
6.5 kg
6 kg
Illuminazione
Dispositivo di controllo
Dimensioni del sensore (altezza x profondità)
Dimensioni del sensore (lunghezza)
Peso
Temperatura di esercizio
Umidità
Alimentazione
Variabile
5 – 40°
5 – 40°
5 – 40°
5 – 40°
5 – 40°
Non condensante
Non condensante
Non condensante
Non condensante
Non condensante
90-230 V AC
90-230 V AC
90-230 V AC
90-230 V AC
90-230 V AC
Disponibili ulteriori configurazioni di sensore a richiesta.
Dati tecnici dell‘unità di controllo
Output analogico
Input analogico
Canali
8
Risoluzione digitale
Campo di tensione
16 bit
Da -10 V fino a + 10 V
Frequenza di campionatura Fino a 100 kHz
Trigger
Campo di tensione
12 bit
Da 0 V fino a + 10 V
Frequenza di campionatura
Fino a 500 Hz
punti in tempo reale/valori analogici/segnali esterni
camere, illuminazione, puntatori laser di posizionamento
Connessione per trasferimento dati Dimensioni 4
Risoluzione digitale
prima/in diretta/dopo
Lista di eventi gestiti dal Trigger box
Alimentazione per
Canali
gigabit ethernet (TCP/IP)
445 x 44 x 370 mm³
Peso
2.8 kg
Temperatura di esercizio 5 – 40°
Umidità
Alimentazione
non-condensante
90-230 V AC
Soluzione chiave in mano
GOM offre una soluzione completa con il sistema di misura ARAMIS per misurazioni, analisi e
reportistica.
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Flusso di lavoro ottimizzato – risparmio di
tempo
Facile utilizzo – solo una sessione di training
Un unico contatto per il supporto
GOM sviluppa il software e l’hardware di ARAMIS
completamente in casa. Il software è studiato
per comandare il sensore e l’unità di controllo,
per calcolare tutte le misure, per calcolare automaticamente i dati acquisiti e per effettuare il
post-processing.
ARAMIS è una soluzione industriale che offre
tutte le necessarie funzionalità anche per lavori
di ricerca complessi.
ARAMIS è integrato nelle catene di processo
standard attraverso le versatili funzionalità di
importazione ed esportazione. I parametri del
materiale, gli output dei dispositivi di prova e
la registrazione dei dati vengono importati e
utilizzati per un ulteriore calcolo di valori caratteristici.
I dati CAD vengono utilizzati per gli allineamenti
e il calcolo delle deviazioni.
• Nativi: Catia v4/v5, UG, ProE
• Standard: IGES, STL, VDA, STEP
Per chiudere il cerchio di processo, tutti i risultati
possono essere esportati in formati standard o
definibili dall’utente.
Registrando ogni flusso di lavoro è possibile
riutilizzarlo in modo automatico. ARAMIS offre
la possibilità di creare nuovi modelli di analisi
che possono essere facilmente implementati
dall’operatore e aggiunti a una analisi standard.
Tutte queste caratteristiche danno la facoltà ad
ARAMIS di:
• integrarsi in flussi di lavoro di verifica e misura
già esistenti
• collegarsi alle strategie di valutazione esistenti
• adattarsi a qualsiasi applicazione di misura e
analisi
GOM - Sviluppo, produzione e supporto da un unico fornitore
La “Gesellschaft für Optische Messtechnik” (GOM) è un partner industriale globale con un’esperienza di
oltre 20 anni nell’elaborazione di immagini digitali per il mondo della misurazione ottica tridimensionale,
del collaudo di materiali e componenti e del controllo qualità e analisi.
In tutto il mondo, le primarie società del settore automobilistico, dell’industria aerospaziale, i loro fornitori,
i principali produttori di beni di consumo nonché le strutture di ricerca, utilizzano i sistemi GOM.
GOM è nata nel 1990 come spin-off dell’Università Tecnica di Braunschweig, Germania. La società possiede
filiali in Svizzera, Francia, Gran Bretagna, Belgio e Italia. Nel mondo, più di 35 competenti partner
istallano, supportano e vendono i prodotti GOM.
Lo sviluppo, la produzione, la distribuzione e il supporto da un unico fornitore permettono una risposta
rapida ed efficiente alle richieste dei clienti.
Referenze GOM (estratto)
Adidas Salomon • Air Force • Airbus • Aircelle • Alcan • Arcelor • ASICS • Audi • BAM • BASF • Bayer • Belgrade
University • BMW • Boeing • Bosch • Bridgestone • Canadian National Research Council • China Steel • CIDAUT • CNES
• Corning • Daimler • DLR • DTU Copenhagen • DuPont • EADS • EDAG • EMPA • Eurocopter • Exxon • FAA • Faurecia
• FIAT • Frauenhofer Gesellschaft • General Motors • GKSS • Goodyear • Henkel Loctite • Honda • Hydro Aluminium
• Hyundai • IBM • ILVA • IMA • Imperial College • Indian Institute of Technology • Infineon • IUC • John Deere • Korea
Institiute of Materials Science • KTH Stockholm • Lawrence Livermore National Laboratory • LFT Erlangen • LG Electronics
• Magna • Max-Planck-Institut • McMaster University • Microsoft • MTU • NASA • Northrop Grumman • Novelis •
ONERA • PCCL • Pintura Estampado y Montaje • Pohang University • Politechnika Warszawska • Politecnico di Bari •
PSA • Renault • RWTH Aachen • Salzgitter Mannesmann Forschung • Samara State Aerospace University • Samsung
• Sandia National Laboratories • Skoda Auto • Sun Microsystems • Technical University of Liberec • TU Delft • TU Dresden
• TU Graz • TU München • Union College • University of Loughborough • University of Michigan • University of
Stellenbosch • University of Texas • University Bucharest • Univerza v Mariboru • Växjö Universitet • Voest-Alpine Stahl
• Volkswagen • VZLU • Wichita State University • ZF Sachs
Australia
MOSS Pty Ltd
Phone +61 3 9946 1086
[email protected]
Finland
Cascade Computing AB
Phone +358 40 515 3341
[email protected]
Mexico
CIM Co.
Phone +52 55 5565 6633
[email protected]
Sweden
Cascade Computing AB
Phone +46 31 84 0870
[email protected]
Austria
Westcam Datentechnik GmbH
Phone +43 5223 5550 90
[email protected]
Greece
EXPERTCAM
Phone +30 210 2757 410
[email protected]
Pakistan
Ultimate CAD Solutions Ltd
Phone +92 51 5467572
[email protected]
Taiwan
Road Ahead Technologies
Phone +886 2 2999 6788
[email protected]
Belarus
MCP Technology
Phone +375 17 262 5612
[email protected]
Hungary
R-Design Studio Ltd.
Phone +36 1 365 10 89
[email protected]
Poland
ITA
Phone +48 61 843 6344
[email protected]
Thailand
Mentel Co., Ltd.
Phone +662 719 6969
[email protected]
Brazil
ROBTEC DO BRASIL
Phone +55 11 3318 5100
[email protected]
India
APM Technologies
Phone +91 11 4163 1416
[email protected]
Portugal
S3D
Phone +35 12 4457 3100
[email protected]
Turkey
Cadem A.S.
Phone +90 216 557 64 64
[email protected]
China
Pro-Technic Machinery Ltd.
Phone +852 2428 2727
[email protected]
Indonesia
PT Henindo
Phone +62 21 489 9675
[email protected]
Romania
SPECTROMAS SRL
Phone +40 21 3105190
[email protected]
USA
Capture 3D Inc.
Phone +1 714 546 7072
[email protected]
Columbia
USM Columbia S.A.
Phone +57 4279 9000
[email protected]
Iran
Fadak Sanat Gostar (FSG)
Phone +98 21 88 730 735
[email protected]
Russia, Kazakhstan
NIAT
Phone +7 495 3111198
[email protected]
USA
Trilion Quality Systems LLC
Phone +1 215 710 3000
[email protected]
Croatia, Slovenia
Topomatika d.o.o.
Phone +385 91 5046 239
[email protected]
Israel
Globus Technical Equipments Ltd.
Phone +972 9 9560444
[email protected]
South Africa
RGC Engineering Pty
Phone +27 11 531 0766
[email protected]
Venezuela
AT Group Software Inc
Phone +58 212 9432 446
[email protected]
Czech Republic
MCAE Systems s.r.o.
Phone +420 549 128 811
[email protected]
Japan
Marubeni Solutions Corp.
Phone +81 3 5778 8571
[email protected]
South-Korea
OMA Co.
Phone +82 42 822 9501
[email protected]
Vietnam
AIE
Phone +84 43 7345 435
[email protected]
GOM mbH
Mittelweg 7-8
38106 Braunschweig
Germany
Tel
+49 531 390 29 0
Fax
+49 531 390 29 15
[email protected]
GOM International AG
Bremgarterstrasse 89B
8967 Widen
Switzerland
Tel
+41 5 66 31 04 04
Fax
+41 5 66 31 04 07
[email protected]
GOM UK Ltd
Business Innovation Centre
Coventry, CV3 2TX
United Kingdom
Tel
+44 2476 430 230
Fax
+44 2476 430 001
[email protected]
GOM France SAS
10 Quai de la Borde
91130 Ris Orangis
France
Tel
+33 1 60 47 90 50
Fax
+33 1 69 06 63 60
[email protected]
GOM Branch Benelux
Interleuvenlaan 15 F
3001 Leuven
Belgium
Tel
+32 16 408 034
Fax
+32 16 408 734
[email protected]
GOM Italia Srl
Via Lomellina 10/6
20090 Buccinasco (MI)
Italy
Tel
+39 02 457 01 564
Fax
+39 02 457 12 801
[email protected]
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Spain
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