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熱彈性應(yīng)力分析系統(tǒng)（TSA），可用于材料測試中先進(jìn)的應(yīng)力可視化分析 。

對金屬及復(fù)合材料部件進(jìn)行工業(yè)現(xiàn)場的應(yīng)力測量

熱彈性應(yīng)力分析系統(tǒng)（TSA）是一種成像技術(shù)，它能在物體承受循環(huán)彈性載荷的情況下，對物體的應(yīng)力進(jìn)行高精度的測量。

熱彈性應(yīng)力分析采用了一個配備先進(jìn)圖像處理算法的紅外成像傳感器，將熱彈性引起的溫度變化轉(zhuǎn)化為表面應(yīng)力圖像。

這項技術(shù)在航空航天測試領(lǐng)域有著悠久且成功的應(yīng)用歷史，尤其在識別和量化具有幾何形狀復(fù)雜且關(guān)乎安全關(guān)鍵特征的金屬和復(fù)合材料結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力集中方面表現(xiàn)出色。

熱彈性應(yīng)力響應(yīng)帶有切口的鋁制試樣的圖像

處于壓縮狀態(tài)的支柱接頭的熱彈性應(yīng)力響應(yīng)圖像

主要優(yōu)點：

1）原位測試過程中測量與處理

2）光學(xué)的全場測量技術(shù)

3）只需進(jìn)行少量（甚至無需）表面處理

4）易于進(jìn)行有限元模型（FEM）驗證

5）操作簡便：瞄準(zhǔn)、對焦、然后測量

6）使用一款非制冷型長波紅外相機（LWIR），其具有低于1mk的分辨靈敏度

受扭載荷作用下的3D打印短程線桁架的熱彈性應(yīng)力響應(yīng)圖像

隨時間不斷優(yōu)化的高保真成像

熱彈性應(yīng)力分析系統(tǒng)（TSA），尤其是在材料測試應(yīng)用方面，其關(guān)鍵優(yōu)勢之一在于該技術(shù)本質(zhì)上具有較高的熱靈敏度，而這取決于兩個關(guān)鍵因素：被檢測物體的材料特性以及觀察所用的時間。

正因如此，熱彈性應(yīng)力分析系統(tǒng)（TSA）能夠?qū)|(zhì)量逐步提升的應(yīng)力圖像進(jìn)行原位（半實時）測量。如果觀察時間更長，圖像噪聲可以降低到一定程度，此時應(yīng)力圖像在視覺質(zhì)量上可以與有限元模擬圖像相媲美。

鋁制樣品在三點彎曲測試中的熱彈性應(yīng)力響應(yīng)圖像

一個鋁制試樣樣品在彈性范圍內(nèi)承受循環(huán)（疲勞）載荷進(jìn)行測試；左側(cè)是有限元模型，右側(cè)是使用熱彈性應(yīng)力分析（TSA）在不同時間間隔下的測量結(jié)果

一種光學(xué)的、瞄準(zhǔn)、拍攝并測量的實驗測量技術(shù)

熱彈性應(yīng)力分析系統(tǒng)（TSA）是一種光學(xué)非接觸式測量技術(shù)，這意味著它無需與測試物體表面建立機械連接?？梢栽谡麄€光學(xué)可視表面上進(jìn)行測量，從而得出全場測量結(jié)果。MiTE 軟件套件使用戶能夠融合應(yīng)力和視覺通道信息，以實現(xiàn)更完善、更詳細(xì)的洞察和分析。

更重要的是，用戶無需校準(zhǔn)傳感器，并且只要物體表面不反光（具有高發(fā)射率），在檢測之前就無需對表面進(jìn)行預(yù)處理。只需瞄準(zhǔn)、拍攝然后測量即可！

在循環(huán)彎曲載荷作用下的扳手的熱彈性應(yīng)力響應(yīng)圖像

快速且可靠的有限元模型驗證

熱彈性效應(yīng)會產(chǎn)生與應(yīng)力變化成正比的表面溫度變化。

對彈性加載物體的應(yīng)力可視化處理，使得有限元模型能夠得到快速測試、完善和驗證。

這項技術(shù)幾乎可以應(yīng)用于任意復(fù)雜程度的結(jié)構(gòu)特征，因此，與其他實驗測量方法相比，模型驗證能夠以更嚴(yán)格的方式進(jìn)行。

具有開創(chuàng)性的熱靈敏度，達(dá)到了＜1mk

熱彈性應(yīng)力分析系統(tǒng)（TSA）背后的創(chuàng)新理念源于對一款緊湊、堅固且 “非制冷型" 長波紅外相機（LWIR）的應(yīng)用。

結(jié)合先進(jìn)的信號處理技術(shù)和定制的定時電子元件，熱彈性應(yīng)力分析系統(tǒng)（TSA）能夠?qū)崿F(xiàn)小于1mK的開創(chuàng)性熱靈敏度。通過使用相關(guān)“鎖相"技術(shù)，熱彈性應(yīng)力分析系統(tǒng)（TSA）能夠生成高信噪比（SNR）的圖像。

通過使用相關(guān)“鎖定"技術(shù)，ThermoESA 能夠捕獲高信噪比（SNR）圖像，作為有限元模型 （FEM）驗證的全面測量。這推動了更好的設(shè)計和工程結(jié)果，因為FEM可以在設(shè)計/制造過程的早期進(jìn)行改進(jìn)和驗證。

與“非制冷型"探測器相比，“制冷型" 探測器靈敏度更高，在循環(huán)測量開始時具有非常好的信噪比（SNR）特性。然而，其信噪比提升速度不如“非制冷型"探測器，這使得熱彈性應(yīng)力分析系統(tǒng)（TESA）能夠獲得良好的圖像質(zhì)量。

用于測量兩個鋁制F-35切口上的應(yīng)力分布的ThermoESA系統(tǒng)

與ThermoESA系統(tǒng)一起打包的是功能強大的MiTE Suite軟件包，為高級應(yīng)力成像和分析提供了一套全面的工具。

MiTE Suite提供一系列功能，包括：

1）復(fù)值熱彈性響應(yīng)

2）實時顯示可見光和紅外圖像

3）熱彈性效果的半實時顯示（用戶可選擇幀速率）

4）繪圖函數(shù)

5）點和ROI指標(biāo)

6）應(yīng)力和溫度變化校準(zhǔn)

MiTE軟件套件的屏幕截圖

一款小巧緊湊的工業(yè)工具，搭配功能強大的軟件

與熱彈性應(yīng)力分析系統(tǒng)（TSA）配套的是功能強大的MiTE套件軟件包，它提供了一套全面的工具，用于進(jìn)行高級應(yīng)力成像和分析。

該軟件具備一系列功能，包括：完整的復(fù)值熱彈性響應(yīng)、視覺圖像和紅外圖像的實時顯示、熱彈性響應(yīng)的半實時顯示（用戶可選擇更新速率）、繪圖功能、點和感興趣區(qū)域（RoI）指標(biāo)，以及應(yīng)力、應(yīng)變和溫度變化校準(zhǔn)。

熱彈性應(yīng)力分析系統(tǒng)（TSA）是一個完整且設(shè)備齊全的熱彈性應(yīng)力分析系統(tǒng)（TSA），作為一個配有電纜的傳感器提供，因此設(shè)置快速又簡便。所有組件（除了一臺筆記本電腦外）都放置在一個堅固的運輸箱內(nèi)，以便在運輸過程中提供可靠的保護(hù)。

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