測量一些快速瞬態(tài)現(xiàn)象中產(chǎn)生的位移或者應(yīng)變數(shù)據(jù),通常需要用到高速攝像機,這對于高速沖擊事件的定性評估非常具有價值。
當工程師和研究人員需要分析評估高速沖擊瞬態(tài)變形應(yīng)變特征時,當使用不適合的處理軟件從圖像獲取定量數(shù)據(jù)時可能非常繁瑣。運動跟蹤軟件只能跟蹤定義點的運動,而且通常不太準確。
新拓三維XTDIC-STROBE三維動態(tài)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DIC軟件分析全場位移、應(yīng)變區(qū)域就變得直觀、精準和可視化。對于高速事件的分析,XTDIC-STROBE三維動態(tài)測量系統(tǒng)還具備標志點追蹤功能。
基于圖像處理的XTDIC-STROBE三維動態(tài)測量系統(tǒng),高速三維DIC技術(shù)具有的獨有優(yōu)勢是結(jié)合了對高速成像的研究及算法改進,在高速沖擊、高速振動、高速變形、高速運動、高速旋轉(zhuǎn)等領(lǐng)域取得了廣泛的應(yīng)用。

高速三維DIC技術(shù)搭配高速相機選型
由于高速測試的實驗場景復雜,越來越多的需求指向更清晰的高速影像,以便能夠進行更高精度的運動分析。新拓三維DIC技術(shù)可以為用戶配置各類國內(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。
用于DIC的散斑場如果產(chǎn)生精細,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。
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到每秒數(shù)萬幀速率的攝像機較為理想。
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。
三維DIC測試精度驗證


高速三維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。

高速運動DIC測量
通過高速攝像機捕捉高速目標運動過程,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、位移場、應(yīng)變場、軌跡姿態(tài)、速度、加速度、角度等信息,高速位移軌跡測量通過三維色譜云圖直觀顯示。

