位移是結(jié)構(gòu)在荷載作用下產(chǎn)生反應(yīng)的重要數(shù)據(jù)，通過(guò)位移數(shù)據(jù)可了解機(jī)翼結(jié)構(gòu)的剛度及其變化情況，同時(shí)對(duì)機(jī)翼結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試，是結(jié)構(gòu)性能評(píng)定的重要依據(jù)。
機(jī)翼是飛機(jī)的重要部件之一，機(jī)翼剛性結(jié)構(gòu)和彈性結(jié)構(gòu)在載荷過(guò)程中會(huì)呈現(xiàn)出不同特性，因此要求DIC測(cè)試實(shí)驗(yàn)必須完整捕捉機(jī)翼在載荷下運(yùn)動(dòng)全過(guò)程。對(duì)此 DIC 裝置必須滿足測(cè)試視野要求。
傳統(tǒng)測(cè)量痛點(diǎn)：
01、測(cè)量數(shù)據(jù)局限：
一個(gè)傳感器只能測(cè)量單個(gè)被測(cè)點(diǎn)的單向位移，測(cè)量數(shù)據(jù)單一。
02、安裝過(guò)程煩瑣：
傳感器安裝工作煩瑣，在面對(duì)多個(gè)被測(cè)點(diǎn)和多方向位移測(cè)量需求時(shí)，準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)。
03、測(cè)量效率低下：
傳統(tǒng)拉線式位移傳感器易出現(xiàn)拉線松動(dòng)情況。
DIC測(cè)試解決方案：
01、無(wú)需布線或傳感器：
DIC采用非接觸測(cè)量方式，安裝過(guò)程簡(jiǎn)便，數(shù)據(jù)分析高效穩(wěn)定。
02、全視場(chǎng)三維測(cè)量：
全視場(chǎng)、多角度三維位移測(cè)量，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)輸出。
03、實(shí)時(shí)分析/高采樣/高精度：
實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析，高采樣頻率，高精度（10米視野，位移精度0.01mm）。
隨著DIC（數(shù)字圖像相關(guān)法）與光學(xué)測(cè)量技術(shù)的不斷發(fā)展，三維位移數(shù)據(jù)的獲取手段也在不斷升級(jí)，新拓三維基于在DIC應(yīng)變測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域十多年的研究和項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)積累，自主研發(fā)的XTDIC-STROBE三維動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，可用于剛性結(jié)構(gòu)的三維位移、振動(dòng)、加速度等數(shù)據(jù)測(cè)量和獲取。
新拓三維XTDIC-STROBE三維動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于飛機(jī)的材料與結(jié)構(gòu)試驗(yàn)測(cè)試，通過(guò)搭配兩臺(tái)高速攝像機(jī)分別采集機(jī)翼表面散斑圖像，將散斑圖像傳輸?shù)接?jì)算機(jī)內(nèi)，并利用XTDIC-STROBE軟件進(jìn)行計(jì)算，可以得到機(jī)翼在受力加載過(guò)程中的位移分布及變形情況。
XTDIC-STROBE三維動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)
DIC光學(xué)測(cè)量取代傳統(tǒng)方法
輕質(zhì)材料和新材料的組合應(yīng)用，在性能、安全性和耐久性方面，飛機(jī)結(jié)構(gòu)件更需要嚴(yán)格的可靠性測(cè)試。因此，這也使得DIC光學(xué)測(cè)量技術(shù)目前被越來(lái)越多的用于航空科研以及航空工業(yè)。
非接觸式DIC光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)能夠獲得試樣的幾何尺寸以及三維位移和變形，通過(guò)全場(chǎng)測(cè)量獲得機(jī)翼結(jié)構(gòu)加載過(guò)程中的動(dòng)態(tài)三維位移和變形，測(cè)量數(shù)據(jù)用于優(yōu)化仿真和設(shè)計(jì)，從而提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性。
機(jī)翼三維位移和變形測(cè)量
加載測(cè)試可以反映出構(gòu)件的結(jié)構(gòu)性能。隨著標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試技術(shù)的發(fā)展，機(jī)翼結(jié)構(gòu)力學(xué)測(cè)試中通過(guò)采用XTDIC-STROBE三維動(dòng)態(tài)位移測(cè)量系統(tǒng)，不同于傳統(tǒng)的測(cè)量方法，如應(yīng)變片，該系統(tǒng)搭配高速攝像機(jī)可全視場(chǎng)、全過(guò)程記錄機(jī)翼的三維位移和變形，對(duì)每個(gè)點(diǎn)進(jìn)行X,Y,Z三個(gè)方向的變形分析。
測(cè)量流程：
1）XTDIC-STROBE系統(tǒng)架設(shè)。將測(cè)量頭架設(shè)到合適的測(cè)量位置。
2）相機(jī)標(biāo)定。通過(guò)專用標(biāo)定工具，校準(zhǔn)相機(jī)內(nèi)外參數(shù)，并建立空間坐標(biāo)系，水平為X軸，豎直為Y軸，前后方向?yàn)閆軸。
3）通過(guò)光學(xué)探針接觸模型上的點(diǎn)位，獲取每個(gè)接觸點(diǎn)位的三維坐標(biāo)。
4）將所有點(diǎn)位的三維坐標(biāo)與理論模型進(jìn)行對(duì)比，獲取點(diǎn)位偏差。將偏差值輸入給調(diào)姿機(jī)構(gòu)，調(diào)姿機(jī)構(gòu)自動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與分析
將機(jī)翼固定在試驗(yàn)臺(tái)上，通過(guò)對(duì)機(jī)翼的兩端（定義為左右兩端）分別進(jìn)行加載測(cè)試；在輔助照明系統(tǒng)的照射下，高速相機(jī)采集機(jī)翼表面的系列散斑圖像。
XTDIC-STROBE系統(tǒng)軟件對(duì)加載過(guò)程采集到的結(jié)果進(jìn)行相關(guān)函數(shù)運(yùn)算和相關(guān)搜索，實(shí)現(xiàn)圖像的匹配，從而得到機(jī)翼的位移場(chǎng)及變形情況。
機(jī)翼左端加載測(cè)試
機(jī)翼左端測(cè)量：先在機(jī)翼骨架上貼上7個(gè)編碼點(diǎn)，主梁為5個(gè)（從外向內(nèi)編號(hào)為64、33、189、174和104）；輔梁為2個(gè)（從外向內(nèi)編號(hào)為213和24）。
機(jī)翼左端實(shí)際貼點(diǎn)位置
機(jī)翼左側(cè)加載實(shí)驗(yàn)的測(cè)量過(guò)程，分為12個(gè)狀態(tài):初始位置、自重位置、加載1、加載2、加載3、卸載1、卸載2、卸載3、偏向加載1、偏向加載2、卸載1和卸載2。
機(jī)翼左端加載三維位移
X方向位移值
Y方向位移值
Z方向位移值
機(jī)翼右端加載測(cè)試
機(jī)翼右端測(cè)量：先在機(jī)翼骨架上貼上7個(gè)編碼點(diǎn)，主梁為5個(gè)（從外向內(nèi)編號(hào)為85、175、53、93和52）；輔梁為2個(gè)（從外向內(nèi)編號(hào)為132和95）。
機(jī)翼右端實(shí)際貼點(diǎn)位置
右側(cè)機(jī)翼加載實(shí)驗(yàn)的測(cè)量過(guò)程中，分為14個(gè)狀態(tài):初始位置、自重位置、加載1、加載2、加載3、卸載1、卸載2、卸載3、偏向加載1、偏向加載2、偏向加載3、卸載1、卸載2和卸載3。
X方向位移值
Y方向位移值
Z方向位移值
XTDIC-STROBE三維動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，不僅可以測(cè)得三維位移和三維變形，還可以測(cè)得真實(shí)的速度和加速度?；邳c(diǎn)成分的數(shù)據(jù)分析，還可以得到完整的6自由度的分析結(jié)果，可準(zhǔn)確清晰看到機(jī)翼在加載試驗(yàn)過(guò)程的精確變形。
XTDIC-STROBE三維動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)引入機(jī)翼加載的測(cè)試中使用是非常容易的，只需要在被測(cè)面貼一些測(cè)量標(biāo)記點(diǎn)。3D全場(chǎng)位移數(shù)據(jù)可以和仿真進(jìn)行對(duì)比，對(duì)比結(jié)果可幫助科研人員復(fù)核和改進(jìn)仿真參數(shù)，優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程。