振動(dòng)應(yīng)力能引起材料的加速疲勞、設(shè)備結(jié)構(gòu)和零部件的機(jī)械磨損或損壞，據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析，28%的失效是由于振動(dòng)影響造成的。

在結(jié)構(gòu)振動(dòng)測(cè)試中，無論是（準(zhǔn)）靜態(tài)試驗(yàn)還是瞬態(tài)試驗(yàn)，都需要捕獲響應(yīng)級(jí)別高的熱點(diǎn)區(qū)域，以識(shí)別發(fā)生結(jié)構(gòu)損傷的關(guān)鍵位置?？蒲腥藛T及工程師通過反復(fù)測(cè)試采集振動(dòng)數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及性能改進(jìn)。

新拓三維XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)，DIC技術(shù)能夠以全場(chǎng)3D方式觀測(cè)、測(cè)量和分析在穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)中的全場(chǎng)變形 、應(yīng)變、速度和加速度信息，結(jié)合高速攝像機(jī)、振動(dòng)測(cè)量模塊及功能強(qiáng)大的數(shù)字圖像相關(guān)算法，實(shí)現(xiàn)高速瞬態(tài)及穩(wěn)態(tài)振動(dòng)測(cè)試。

DIC技術(shù)-振動(dòng)測(cè)試應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

使用新拓三維XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)，不需要粘合劑、導(dǎo)線、信號(hào)分析儀、功率放大器或載荷傳感器即可獲得詳細(xì)的全場(chǎng)變形、振動(dòng)結(jié)果。測(cè)量微小、復(fù)雜的結(jié)構(gòu)或非常大尺度的結(jié)構(gòu)，也更快捷、更高效。

與單點(diǎn)激光測(cè)振儀對(duì)比 

• 3D數(shù)據(jù)結(jié)果–DIC系統(tǒng)可測(cè)量X/Y/Z三軸位移信息，測(cè)量分析可獲得3D數(shù)據(jù)結(jié)果。

• 測(cè)量過程簡(jiǎn)單–即使面對(duì)大尺寸結(jié)構(gòu)，可在單個(gè)瞬態(tài)試驗(yàn)中完成測(cè)量。配合高速攝像機(jī)，可采集獲取更多數(shù)據(jù)。

• 更快的采集速度 - 使用DIC系統(tǒng)，振幅不會(huì)影響采集時(shí)間。即使在振幅非常大的結(jié)構(gòu)上，也可高效完成全場(chǎng)數(shù)據(jù)采集。

• 數(shù)據(jù)更豐富–全場(chǎng)應(yīng)變，變形和形狀變量，隨頻率和振幅數(shù)據(jù)生成。

DIC測(cè)量系統(tǒng)比單點(diǎn)激光振動(dòng)計(jì)更穩(wěn)定，可高效獲取全場(chǎng)3D數(shù)據(jù)，更少的布置和測(cè)試時(shí)間。

與掃描式激光測(cè)振儀對(duì)比

• 設(shè)備尺寸小巧–DIC系統(tǒng)、高速攝像機(jī)可安裝在單個(gè)三腳架上，輕巧便于攜帶，可在實(shí)驗(yàn)室或現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量。

• 性價(jià)比更高–3D激光掃描振動(dòng)計(jì)系統(tǒng)價(jià)格非常高昂，DIC系統(tǒng)性價(jià)比凸顯。

• 更快的采集速度 –采用DIC系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，振幅不會(huì)影響采集時(shí)間，可高效完成全場(chǎng)數(shù)據(jù)采集。

• 綜合應(yīng)變與位移數(shù)據(jù)–DIC系統(tǒng)可自動(dòng)生成全場(chǎng)應(yīng)變、變形和振型信息，以及頻率和振幅數(shù)據(jù)。

激光掃描測(cè)振儀可以提供三維振動(dòng)測(cè)量數(shù)據(jù)，但體積龐大且非常昂貴。DIC系統(tǒng)更具性價(jià)比，且設(shè)備更小巧便攜。

DIC技術(shù)用于振動(dòng)測(cè)量，如何保證精度？

DIC技術(shù)進(jìn)行振動(dòng)測(cè)量，通常會(huì)獲取具有幾千幅圖像的圖像序列，通過DIC分析后，獲得一個(gè)位移信號(hào)，該信號(hào)包含（高斯）噪聲和在許多頻率上可能很小的振動(dòng)。

由于高斯噪聲在整個(gè)頻率范圍內(nèi)均勻分布，在FFT（快速傅里葉變換）中獲得了恒定的本底噪聲。由于振動(dòng)在頻域上有多個(gè)局部“峰”，振動(dòng)信號(hào)在幅度上的降低與噪聲水平?jīng)]有相同。DIC軟件算法可在頻域中進(jìn)行檢測(cè)，將具有比背景噪聲電平的標(biāo)準(zhǔn)偏差小的幅度的信號(hào)與噪聲分離。

為了使DIC測(cè)量振動(dòng)分析切實(shí)可行，DIC軟件需具備在合理的時(shí)間范圍內(nèi)處理幾千幀的圖像序列。XTDIC系統(tǒng)通過對(duì)相關(guān)引擎和算法優(yōu)化，可以高效分析密集的數(shù)據(jù)集，通過快速處理采集的圖像，實(shí)現(xiàn)高效的振動(dòng)測(cè)量。

振動(dòng)測(cè)量如運(yùn)動(dòng)幅度小，數(shù)字圖像相關(guān)方法具有最高的噪聲誘導(dǎo)偏差。對(duì)于攝像機(jī)的選擇，數(shù)字圖像相關(guān)算法的優(yōu)化，有助于降低噪聲導(dǎo)致的殘余偏差。XTDIC系統(tǒng)使用非線性濾波器優(yōu)化技術(shù)開發(fā)的插值濾波器，可有效抑制這種偏差，使得對(duì)微小振動(dòng)的測(cè)量免受圖像噪聲污染造成偏差。

在高速瞬態(tài)測(cè)量應(yīng)用上，DIC系統(tǒng)結(jié)合高速攝像機(jī)可采集大量圖像，實(shí)際上可以獲得更高的DIC分辨率，通過在頻域中的定位有效地將背景噪聲分開，實(shí)現(xiàn)高速瞬態(tài)條件下的低振幅測(cè)量，以及低加速條件下的大振幅測(cè)量。

在穩(wěn)態(tài)測(cè)量應(yīng)用上，新拓三維XTDIC系統(tǒng)振動(dòng)與疲勞測(cè)量模塊，可通過低速攝像機(jī)捕捉周期性瞬態(tài)位移，替代高速攝像機(jī)進(jìn)行穩(wěn)態(tài)振動(dòng)分析，分析振動(dòng)頻率的峰值、谷值等數(shù)據(jù)。

DIC技術(shù)-振動(dòng)測(cè)試案例

DIC技術(shù)可以提供高精度的模態(tài)變形和位移參數(shù)，實(shí)現(xiàn)散斑圖案范圍內(nèi)被測(cè)對(duì)象的全場(chǎng)高分辨振動(dòng)測(cè)量。DIC測(cè)量方法具有更低的成本、更高的采集效率和良好的應(yīng)變測(cè)量能力，在全場(chǎng)可視化振動(dòng)測(cè)量方面優(yōu)勢(shì)明顯，該能力對(duì)于具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的振動(dòng)測(cè)量場(chǎng)合頗具價(jià)值。

高頻變壓器振動(dòng)測(cè)試

采用DIC技術(shù)對(duì)變壓器在加電壓所產(chǎn)生的變形及振動(dòng)進(jìn)行分析，結(jié)合高速高速攝像機(jī)采集產(chǎn)生振動(dòng)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程，DIC軟件計(jì)算輸出ODS可直觀顯示工作狀態(tài)下變壓器振動(dòng)變形情況。

DIC技術(shù)振動(dòng)測(cè)量-位移場(chǎng)&應(yīng)變場(chǎng)測(cè)量結(jié)果

ODS結(jié)構(gòu)振動(dòng)分析

金屬棒材高頻振動(dòng)測(cè)試

研究航空金屬棒材在專用高頻試驗(yàn)機(jī)往復(fù)加載下，夾持端表面應(yīng)變及振動(dòng)頻率，采用非接觸式DIC全場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)結(jié)合高速攝像機(jī)，實(shí)現(xiàn)金屬棒材在高頻往復(fù)振動(dòng)試驗(yàn)過程中的散斑圖像動(dòng)態(tài)采集和振動(dòng)分析。

車載雷達(dá)底座振動(dòng)測(cè)試

采用DIC技術(shù)研究車載雷達(dá)底盤結(jié)構(gòu)振動(dòng)變形、振幅，以及表面應(yīng)變場(chǎng)的變化趨勢(shì)。雷達(dá)天線以不同速度轉(zhuǎn)動(dòng)，測(cè)量關(guān)鍵點(diǎn)的振動(dòng)變形及振動(dòng)周期，測(cè)試數(shù)據(jù)表明無共振現(xiàn)象，振動(dòng)較平穩(wěn)。

標(biāo)志點(diǎn)三維重建

30r/min

汽車車門振動(dòng)變形DIC測(cè)試

采用新拓三維XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)，搭配高速攝像機(jī)，采集車門開啟、關(guān)閉瞬態(tài)圖像，分析汽車零部件振動(dòng)變形情況，測(cè)試數(shù)據(jù)通過分析振動(dòng)幅度，驗(yàn)證車門啟閉的防振效果，有助于驗(yàn)證減振材料性能。

車門關(guān)閉瞬態(tài)變形數(shù)據(jù)

關(guān)鍵點(diǎn)位移運(yùn)動(dòng)曲線