數(shù)字散斑應(yīng)變測量分析系統(tǒng)系統(tǒng)結(jié)合數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)(DIC)與雙目立體視覺技術(shù)，通過追蹤物體表面的散斑圖像，實(shí)現(xiàn)變形過程中物體表面的三維坐標(biāo)、位移及應(yīng)變的測量，具有便攜，速度快，精度高、易操作等特點(diǎn)。與雙目體式顯微鏡技術(shù)結(jié)合,實(shí)現(xiàn)微小物體變形過程中物體表面的三維坐標(biāo)、位移及應(yīng)變的測量。

應(yīng)用范圍

1、應(yīng)變計(jì)算、強(qiáng)度評估、組件尺寸測量、非線性變化的檢測

2、先進(jìn)材料（CFRP、木材、內(nèi)含PE的纖維、金屬泡沫、橡膠等）

3、零部件試驗(yàn)（測量位移、應(yīng)變）

4、材料試驗(yàn)（楊氏模量、泊松比、彈塑性的參數(shù)性能）

5、生物力學(xué)（骨骼、肌肉、血管等）

6、微觀形貌、應(yīng)變分析（微米級、納米級）

7、斷裂力學(xué)性能

8、有限元分析（FEA）驗(yàn)證

9、三維全場振動分析

10、高速變形測量

11、動態(tài)應(yīng)變測量，如疲勞試驗(yàn)

12、諧振、沖擊和噪聲激勵(lì)

13、蠕變和老化過程的特性分析

14、成形極限曲線FLC測定

15、各種各向同性和各向異性材料變形特性

功能特色

系統(tǒng)技術(shù)先進(jìn)：國內(nèi)首個(gè)自主研發(fā)的數(shù)字圖像相關(guān)法三維變形測量系統(tǒng)；自主知識產(chǎn)權(quán)的核心算法，技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國外先進(jìn)水平。

系統(tǒng)應(yīng)用范圍廣：可用于機(jī)械、材料、力學(xué)、建筑、土木等多個(gè)學(xué)科的科學(xué)研究與工程測量中，適用于大部分材料，實(shí)時(shí)獲得被測物全場三維坐標(biāo)、位移、應(yīng)變數(shù)據(jù)。

系統(tǒng)配置靈活：支持幾毫米到幾米的測量幅面；支持百萬至千萬像素相機(jī)，支持低速到高速相機(jī)，支持千兆網(wǎng)和Camera Link等多種相機(jī)接口；支持任意數(shù)目相機(jī)的同時(shí)標(biāo)定，支持外部圖像標(biāo)定，。

系統(tǒng)兼容性強(qiáng)：同時(shí)兼容單相機(jī)二維測量和多相機(jī)三維測量；兼容32位、64位系統(tǒng)。

輔助功能強(qiáng)大：具備圓形標(biāo)志點(diǎn)動態(tài)變形測量功能；具備剛體物體運(yùn)動軌跡姿態(tài)測量功能。

擴(kuò)展接口豐富：具備萬能試驗(yàn)機(jī)接口，實(shí)時(shí)采集試驗(yàn)機(jī)的力、位移等信號；具備杯突實(shí)驗(yàn)機(jī)接口，可以測量材料的FLC曲線；具備體式顯微鏡接口，可以實(shí)現(xiàn)微小型物體的三維全場變形應(yīng)變檢測；支持多相機(jī)組同步測量，可以同步測量多個(gè)區(qū)域的變形應(yīng)變；系統(tǒng)具備多路A/D輸入、多路D/A輸出、多路開關(guān)量輸入和輸出，并可靈活進(jìn)行擴(kuò)展。

主要應(yīng)用

在材料力學(xué)性能測量方面

DIC已成功應(yīng)用于各種復(fù)雜材料的力學(xué)性能測試中。如火箭發(fā)動劑固體燃料、橡膠、光纖、壓電薄膜、復(fù)合材料以及木材、巖石、土方等天然材料的力學(xué)性能的檢測中。值得注意的是，DIC被廣泛應(yīng)用于破壞力學(xué)研究中，包括裂紋尖端應(yīng)變場測量、裂紋尖端張開位移測量以及高溫下裂紋尖端應(yīng)變場測量等。

在細(xì)觀力學(xué)測量方面

借助于掃描電子顯微鏡(SEM)、掃描隧道電子顯微鏡(STEM)以及原子力顯微鏡(AFM)，DIC被越來越多地應(yīng)用于細(xì)觀力學(xué)測量。最近，數(shù)字散斑相關(guān)方法還被應(yīng)用于物體表面粗糙度的測量中。

在損傷與破壞檢測方面

DIC被應(yīng)用于多種復(fù)雜材料，如巖石、炸藥材料的破壞檢測中。DIC還被應(yīng)用于一些特殊器件，如陶瓷電容器、電子器件，電子封裝的無損檢測研究中。

在生物力學(xué)測量方面

DIC被應(yīng)用于測量手術(shù)復(fù)位后肱骨頭在內(nèi)旋轉(zhuǎn)及前屈運(yùn)動下大小結(jié)節(jié)的相對位移量，以及頸椎內(nèi)固定器對人體頸椎運(yùn)動生物力學(xué)性能的影響等。

對于大中專院校的研究教學(xué)應(yīng)用

本系統(tǒng)開展各種軟組織、金屬及復(fù)合材料性能測試、力學(xué)性能測試分析、有限元分析驗(yàn)證等研究和教學(xué)實(shí)驗(yàn)，具有大至2000%應(yīng)變測量范圍，并可以實(shí)時(shí)計(jì)算、實(shí)現(xiàn)動態(tài)全場的應(yīng)變變形測量。在土木工程的相關(guān)研究中，如四點(diǎn)彎試件、半圓弧試件、懸臂梁實(shí)驗(yàn)，對應(yīng)完整實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，以非接觸式的方式提升研究手段，提高研究能力。亦可為學(xué)生提供可視化的教學(xué)工具，讓學(xué)生的基礎(chǔ)學(xué)習(xí)課程變得直觀和可視，使復(fù)雜問題簡單化、抽象問題直觀化、隱蔽問題可視化。

部分案例

（1）材料實(shí)驗(yàn)

利用XTDIC系統(tǒng)測量鋼件、鋁件在單向及雙向拉伸過程中材料的三維全場變形和應(yīng)變。

（2）復(fù)合材料大變形拉伸實(shí)驗(yàn)

變形前試件的有效區(qū)域的尺寸為70×18×4mm。對比試件變形前后的尺寸變化可以發(fā)現(xiàn)，試件的中間區(qū)域發(fā)生了不小于400%的大變形。

（3）泡沫材料大變形壓縮實(shí)驗(yàn)

變形前后泡沫的厚度由30mm減至12mm，平均壓縮量約為60%。

（4）鈦合金試件壓縮變形實(shí)驗(yàn)

對于氧化處理的鈦合金試件，高5mm，直徑3mm。使用萬能材料試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行壓縮，同時(shí)使用XTDIC系統(tǒng)測量試件在變形過程中各個(gè)狀態(tài)下的應(yīng)變場信息。

（5）木材變形測量實(shí)驗(yàn)

         1.通過壓縮實(shí)驗(yàn)獲取木材的楊氏模量和泊松比 2.通過彎曲實(shí)驗(yàn)獲得木材在彎曲變形時(shí)的變形場信息。

（6）裂縫生長實(shí)驗(yàn)

XTDIC非常適合于材料斷裂力學(xué)研究。系統(tǒng)提供的全場應(yīng)變分布，裂紋增長路徑可以分析計(jì)算材料的斷裂特性參數(shù)。

（7）車車橋加載變形實(shí)驗(yàn)

近年來，利用室內(nèi)試驗(yàn)設(shè)備, 通過車橋的模擬加載進(jìn)行可靠性試驗(yàn), 越來越受到各大汽車和車橋制造廠的重視。本項(xiàng)目將XTDIC用于某車橋廠的卡車車橋模擬加載試驗(yàn)的變形測量中，取得了良好的效果。

      （8）金屬薄板焊接實(shí)驗(yàn)

該項(xiàng)目將XTDIC系統(tǒng)用于金屬薄板焊接時(shí)產(chǎn)生的高溫變形的測量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：與傳統(tǒng)方法相比，XTDIC系統(tǒng)可以更全面、更直觀、更高效地測量金屬薄板焊接過程中的表面三維變形和應(yīng)變場，且精度較高，為研究焊接變形規(guī)律提供一種有效手段。

（9）有限元分析（FEA）驗(yàn)證

在固體力學(xué)、實(shí)驗(yàn)力學(xué)領(lǐng)域，有限元模擬可以在一定程度上代替實(shí)驗(yàn)手段,但由于單元劃分、形函數(shù)的選取、迭代參數(shù)的選定和材料模型的建立,正確的初值和邊界條件以及適當(dāng)準(zhǔn)則判據(jù)的選擇都會對模擬的精度和結(jié)果產(chǎn)生重要的影響。因此，很有必要對有限元分析（FEA）結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。本實(shí)驗(yàn)采用XTDIC數(shù)字圖像相關(guān)系統(tǒng)，不僅實(shí)現(xiàn)了有限元分析的驗(yàn)證，而且所得的測量結(jié)果還可以進(jìn)一步指導(dǎo)FEA。

（10）沙土變形測量

沙土的變形特性是土木工程學(xué)科的研究重點(diǎn)，由于傳統(tǒng)的測量方法和測試手段的限制，無法方便測量。本實(shí)驗(yàn)采用XTDIC數(shù)字圖像相關(guān)系統(tǒng)應(yīng)用于傳統(tǒng)的沙土試驗(yàn)中，實(shí)現(xiàn)沙土表面位移、應(yīng)變等變形信息的同步測量，克服了傳統(tǒng)測量方法的不足。沙土由透明的器皿盛放，可通過上部的壓頭對其進(jìn)行壓縮。

（11）疲勞實(shí)驗(yàn)

疲勞實(shí)驗(yàn)頻率：0.2HZ    最大應(yīng)變：1%個(gè)應(yīng)變   相機(jī)采集速速：2HZ     試件材料：鈦，直徑10mm

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