高速DIC測量技術(shù),將DIC與高速相機結(jié)合,采用兩(多)臺高速攝相機捕捉試驗瞬間的圖像序列,并按照一定的時間順序慢速回放,通過軟件可以獲得目標(biāo)的空間位移(位移,應(yīng)變情況)。用于記錄分析高速瞬態(tài)位移及變形,直觀地觀測試驗過程,用于材料和結(jié)構(gòu)載荷性能的測試,有助于分析結(jié)構(gòu)在服役期間的載荷性能及壽命,避免在產(chǎn)生擠壓碰撞時出現(xiàn)失效斷裂。
新拓三維XTDIC-SPARK三維高速測量系統(tǒng),基于分析樣品表面的散斑圖案,通過高速攝像機捕獲全視場數(shù)據(jù),結(jié)合XTDA動態(tài)分析軟件,分析全場位移、應(yīng)變區(qū)域就變得直觀、精準(zhǔn)和可視化。對于高速事件的分析,XTDIC-SPARK三維高速測量系統(tǒng)具備標(biāo)志點追蹤功能。
XTDIC-SPARK三維高速測量系統(tǒng),通過參考點和時序信息計算追蹤點的位移、速度、加速度等數(shù)據(jù)。其測試過程不會對目標(biāo)的結(jié)構(gòu)特性和運動特性帶來任何干擾,測量結(jié)果可視、客觀、可信,適用于高速沖擊、高速振動、高速變形、高速運動、高速旋轉(zhuǎn)等領(lǐng)域。
DIC技術(shù)搭配高速相機選型
由于高速測試的實驗場景復(fù)雜,需要更清晰的高速影像,實現(xiàn)高精度的運動分析。XTDIC-SPARK三維高速測量系統(tǒng)可配置各類國內(nèi)外不同品牌、不同型號(像素、幀頻)的高速攝像機,選擇高分辨率的超高速攝像機,單張定格下的畫面,能確保畫面的細(xì)膩度和數(shù)據(jù)質(zhì)量。
需要對樣品進行的分析類型會決定所需要的高速攝像機種類,采集速度——推薦合適的高速攝像機搭配DIC技術(shù)應(yīng)用。
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用于DIC的散斑場如果產(chǎn)生精細(xì),高對比度的視覺紋理,那么推薦高分辨率高速攝像機,確保采集保持高幀率和良好的圖像質(zhì)量。
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高速沖擊或快速加載測試,產(chǎn)生的位移或應(yīng)變需搭配高速攝像機,以捕獲快速變化的斑點圖案,且在分辨率方面進行權(quán)衡以達(dá)到所需的高幀速率。一般而言,能夠在一百萬像素或更小的分辨率情況下達(dá)到每秒數(shù)萬幀速率的攝像機較為理想。
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對于高速爆炸、振動測試,需配置超高速攝像機。DIC技術(shù)可以在整個分析過程中測量各種位置的振動信息以及高速響應(yīng)情況。分析爆炸沖擊、高振動頻率時(其中振動響應(yīng)可達(dá)數(shù)萬赫茲),推薦數(shù)十萬、甚至超百萬幀/秒速度成像的超高速攝像機。
DIC測試精度驗證
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通過天線反射器振動實驗進行位移偏差對比;
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通過激光位移傳感器獲取位移數(shù)據(jù),精度1微米;
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施加不同力載荷,每組采集20個數(shù)據(jù),DIC與傳感器進行精度對比;
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位移精度0.01mm。
高速DIC測試工程應(yīng)用
高速沖擊DIC測量
DIC軟件對拍攝的高速沖擊圖像進行處理,可得到受沖擊材料的應(yīng)變場和離面位移等信息,分析不同時刻的圖像、離面位移、水平方向(x)應(yīng)變場和垂直方向(y)應(yīng)變場。新拓三維高速3D-DIC技術(shù)可完整捕捉高速沖擊過程的動態(tài)響應(yīng)。
高速振動DIC測量
理解結(jié)構(gòu)部件的振動行為在各種機械設(shè)計過程中都很重要。理解特定結(jié)構(gòu)的振動(包括其共振頻率和模態(tài)形狀)可以幫助工程師確定運行參數(shù)和進行壽命估算。DIC技術(shù)搭配高速攝像機可以進行振動分析,確定結(jié)構(gòu)的共振頻率,分析振動模式和模態(tài)。
高速變形DIC測量
高速攝像技術(shù)可對典型的沖擊(例如霍普金森桿)與作用過程進行全過程的測量,包括空氣沖擊波動作以及全封閉容器的振動爆炸。結(jié)合DIC(數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù))非接觸式應(yīng)變光學(xué)測量系統(tǒng)可測得瞬態(tài)位移場、應(yīng)變場和速度場等,分析析典型沖擊荷載作用下結(jié)構(gòu)的變形破壞現(xiàn)象和機理。
運動軌跡DIC測量
通過高速攝像機捕捉高速目標(biāo)運動過程,并跟蹤運動物體特征點,測量特定點的位移、速度、加速度等參數(shù)。DIC軟件對采集圖像的分析,輸出高速運動過程物體的三維坐標(biāo)、位移場、應(yīng)變場、軌跡姿態(tài)、速度、加速度、角度等信息,通過三維色譜云圖直觀顯示。