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概述：
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7 V" u5 K7 z2 u% Y" d7 B/ R 2007年以來(lái),，國(guó)際上基于數(shù)字圖像相關(guān)法(Digital Image Correlation,DIC)測(cè)量全場(chǎng)應(yīng)變技術(shù),，得到了爆炸性發(fā)展和應(yīng)用[參看STRAIN期刊2008年社論],，廣泛應(yīng)用于各個(gè)學(xué)科的研究,，如材料力學(xué),、生物力學(xué),、斷裂力學(xué),、微觀納米應(yīng)變測(cè)量,、宏觀大尺寸變形測(cè)量、各種新材料性能測(cè)試等,。
( Q" d. B$ C7 g, m8 o; @ 歡迎各大學(xué)和研究所,，基于“XJTUDIC三維數(shù)字散斑動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)量分析系統(tǒng)”進(jìn)行跨學(xué)科合作研究，合作進(jìn)行三維全場(chǎng)應(yīng)變實(shí)驗(yàn),。
P: o+ C; A4 N6 D8 c% B* R+ i XJTUDIC三維數(shù)字散斑動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)量分析系統(tǒng)是一種光學(xué)非接觸式三維形變測(cè)應(yīng)變量系統(tǒng),，用于分析、計(jì)算,、記錄變形數(shù)據(jù),。采用圖形化顯示測(cè)量結(jié)果，便于更好地理解和分析被測(cè)材料的性能,。系統(tǒng)識(shí)別測(cè)量物體表面結(jié)構(gòu)的數(shù)字圖像,，為圖像像素計(jì)算坐標(biāo)，測(cè)量工程的第一個(gè)圖像表示為未變形狀態(tài),。在被測(cè)物體變形過(guò)程中或者變形之后,，采集連續(xù)的圖像。系統(tǒng)比較數(shù)字圖像并計(jì)算物體紋理特征的位移和變形,。該系統(tǒng)特別適合測(cè)量靜態(tài)和動(dòng)態(tài)載荷下的三維變形，用于分析實(shí)際組件的變形和應(yīng)變,。3 ?$ o! \6 P+ v6 _5 U% H8 S
如果被測(cè)物體具有很少的紋理特征,，需要將表面處理成隨機(jī)散斑紋理，如下圖所示,，例如在物體表面噴黑色或白色的自噴漆,。
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隨機(jī)圖案（Stochastic pattern） 帶有2像素重疊區(qū)域的15*15像素面片
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XJTUDIC三維數(shù)字散斑動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)量分析系統(tǒng)，采用數(shù)字圖像相關(guān)方法DIC（Digital Image Correlation）,，結(jié)合雙目立體視覺(jué)技術(shù),。采用兩個(gè)高速攝像機(jī)，實(shí)時(shí)采集物體各個(gè)變形階段的散斑圖像,，利用圖像相關(guān)算法進(jìn)行物體表面變形點(diǎn)的立體匹配,，并重建出匹配點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)。對(duì)位移場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理和變形信息的可視化分析,，從而實(shí)現(xiàn)快速,、高精度,、實(shí)時(shí)、非接觸式的三維應(yīng)變測(cè)量,。
" [. ~$ n- F2 Z; x0 x 數(shù)字圖像相關(guān)（DIC）是一光測(cè)力學(xué)變形測(cè)量方法,，DIC又稱(chēng)為DSCM（Digital Speckle Correlation Method）或數(shù)字圖像散斑相關(guān)DISC（Digital Image Speckle Correlation ）。! |9 N0 k6 h" A; ~ C) j
數(shù)字圖像相關(guān)DIC的基本原理是通過(guò)圖像匹配的方法分析試件表面變形前后的散斑圖像,，來(lái)跟蹤試件表面上幾何點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)得到位移場(chǎng),，在此基礎(chǔ)上計(jì)算得到應(yīng)變場(chǎng)。在DIC算法中,，圖像匹配時(shí)常用圖像子區(qū)的相關(guān)性來(lái)表征同圖像上兩個(gè)子區(qū)的相似程度,，因此該圖像子區(qū)常稱(chēng)為“相關(guān)窗”，而DIC名字中也因此保留了“相關(guān)”這個(gè)名詞,。
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系統(tǒng)資料下載：簡(jiǎn)介---XJTUDIC三維數(shù)字散斑動(dòng)態(tài)變形測(cè)量分析系統(tǒng)(點(diǎn)擊查看)* P9 d8 c; U& g- h0 M
國(guó)際發(fā)展：STRAIN期刊編輯社論(點(diǎn)擊查看)
- B5 h' y8 N+ ^" z2 g4 A 應(yīng)用案例：拉伸試驗(yàn)三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量分析(點(diǎn)擊查看)* K+ h% M- d+ b
應(yīng)用案例：鈦合金試件壓縮變形三維數(shù)字散斑試驗(yàn)(點(diǎn)擊查看)
1 q: w# q; e0 K/ [+ _. U 試驗(yàn)分析：XJTUDIC數(shù)字散斑系統(tǒng)與電子引申計(jì)比對(duì)試驗(yàn)
0 u+ R3 ^8 ~4 t7 A, ~* n- [ 技術(shù)分析：數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)DIC的發(fā)展和應(yīng)用（點(diǎn)擊查看）4 B7 L: C7 j0 G' D. e) p
系統(tǒng)功能：總體功能,、主要功能、變形分析,、應(yīng)變分析,、分析曲線、報(bào)表功能,、截線分析,、等勢(shì)線（點(diǎn)擊查看）5 _0 R9 W2 H0 y# T8 |# {
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一般測(cè)量步驟 計(jì)算步驟 顯示和編輯 輸出功能 視頻演示; ?" Q/ {1 V; T: K( P
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2 H3 ?# d$ u$ m( [8 m總體功能) A, q6 `% E( G0 C
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主要功能% f" {0 q6 I6 g. k$ r# c8 J: J. d
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變形分析; J) J. E4 Z, e) a3 m* ~
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應(yīng)變分析
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m. @! v& E) @6 q% f- f分析曲線$ n _9 S) |; D6 Y3 |
; E8 T8 B& E3 `# q5 T報(bào)表
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截線分析7 h. A9 U5 |& N: H6 s
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等勢(shì)線分析
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XJTUDIC系統(tǒng)硬件 各種應(yīng)變計(jì)算和分析功能
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: A5 D* C- a6 p功能特點(diǎn)：
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由兩個(gè)工業(yè)相機(jī)、光源,、多功能控制器,、計(jì)算機(jī)等組成。
- b# |9 ^3 M- u E* G: `! h) o多路A/D輸入,、多路D/A輸出,、多路開(kāi)關(guān)量輸入和輸出。! M, H F/ D, j! v7 [% h( W8 g
可與各種試驗(yàn)機(jī)配合使用,，同步采集試驗(yàn)機(jī)的力,、位移、變形等數(shù)據(jù),。系統(tǒng)也可單獨(dú)使用,。
/ J! }% N" j, \) G s- ?! K$ x實(shí)現(xiàn)二維、三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量和分析,。
4 M" M" H' A. e2 R+ \強(qiáng)大的處理功能：各種分析功能,、各種坐標(biāo)轉(zhuǎn)換功能等。% V; p/ k- z3 q. M# b, c! c
系統(tǒng)在不同時(shí)刻圖像中自動(dòng)分配一一對(duì)應(yīng)的正方形或者矩形的面片,例如15*15像素的面片* e, f8 p4 @8 ?3 @8 S) x$ u6 }
簡(jiǎn)單的試件準(zhǔn)備,，試件表面只要求隨機(jī)或規(guī)則的圖案" t% u4 c s9 V
大的測(cè)量范圍：采用同一個(gè)設(shè)備,，既可測(cè)量小件也可以測(cè)量大件，試件大小從1mm到2000mm,，變形的測(cè)量范圍從0.01%到幾個(gè)100%
: e# k: x _4 r! X5 Y高密度測(cè)量點(diǎn)的全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量,，三維圖形顯示測(cè)量結(jié)果7 ?2 r5 E1 a% K
圖形化表示測(cè)量結(jié)果,，對(duì)試件性能提供最佳理解
7 O8 u' Q% r5 U- d# I- h9 J: A! M v各種坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，如3-2-1坐標(biāo)轉(zhuǎn)換
9 B4 M" O+ b8 U c9 u測(cè)量過(guò)程和結(jié)果數(shù)據(jù)報(bào)告的生成和輸出功能) C6 I, B9 G+ z" M+ F! ~1 z, W6 p
用默認(rèn)或者自定義的顏色來(lái)表示計(jì)算和測(cè)量結(jié)果的顯示
# X; z( g: c0 t, X5 A; a系統(tǒng)具有移動(dòng)方便,，便于運(yùn)輸& ^$ P' @8 p9 D2 Y" a x
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應(yīng)用領(lǐng)域： ' d! \0 {' k0 Y
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應(yīng)變計(jì)算,、強(qiáng)度評(píng)估、組件尺寸測(cè)量,、非線性變化的檢測(cè)
( ^, \& t: T9 s先進(jìn)材料（CFRP,、木材、 內(nèi)含PE的纖維,、金屬泡沫,、橡膠等）' m- [+ w+ T/ F0 @8 h
零部件試驗(yàn)（測(cè)量位移、應(yīng)變）
1 k6 f1 q$ B8 S7 z& |0 X1 Z7 ?材料試驗(yàn)（ 楊氏模量,、泊松比,、彈塑性的參數(shù)性能）2 U( y. ?- Y2 {7 a
生物力學(xué)（骨骼、肌肉,、血管等）
& `* | c2 H L6 k9 a/ I4 c微觀形貌,、應(yīng)變分析（微米級(jí)、納米級(jí)）
|: X, t% p8 h+ V! _斷裂力學(xué)性能
5 G: E$ Z+ `& B1 I [% r, ~8 a有限元分析（FEA）驗(yàn)證* T+ ]8 r/ W$ @% B4 P0 k% _
動(dòng)力學(xué)測(cè)量（動(dòng)態(tài)測(cè)量,、瞬態(tài)測(cè)量）- C5 X" `% S* g5 i+ y
三維全場(chǎng)振動(dòng)分析" G+ h2 l8 ~7 g& Y
高速變形測(cè)量# t$ Z3 {0 ]4 h6 y
動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)量,，如疲勞試驗(yàn)0 o: S; I: n# o/ w M
諧振、沖擊和噪聲激勵(lì)
3 F/ C8 k1 T6 F* _4 g蠕變和老化過(guò)程的特性分析4 W5 {) n$ u; t1 F
成形極限曲線FLC測(cè)定6 f/ j3 Z2 p1 Q4 V; Y
各種各向同性和各向異性材料變形特性
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" U' ]9 R7 M* H* D- m) \. q" r c" Q一般指標(biāo)：7 J# e! {$ T1 x* ]
+ i+ \0 {$ R2 o1 Y0 _% J測(cè)量面積 測(cè)量范圍可變：幾毫米～幾米,，典型尺寸為32×24×24 mm至4000×3750×3750 mm
H( w7 N( e1 z0 G6 I! c9 [; D測(cè)量靈敏度 % E0 |4 r/ T @
位移：可達(dá)視場(chǎng)的1/100000,，取決于測(cè)量條件。（當(dāng)視場(chǎng)為100mm時(shí)約為1μm）
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# A- @4 j6 R8 K應(yīng)變：典型值為0.01％
% a! _# Y& `+ p7 _1 `測(cè)量范圍 達(dá)到數(shù)倍100％應(yīng)變
5 B# |( c. f4 Z$ C! V5 F測(cè)量輸出 表面外形,，每個(gè)表面點(diǎn)的三維位移,、應(yīng)變
4 g$ J( E! [1 f- J' K7 s0 v! x( f相機(jī)分辨率 有多種選擇，100萬(wàn)像素～1100萬(wàn)像素 - ~8 ?1 B6 E+ `* U
幀頻 10Hz~5000Hz 0 Y( G0 [- [0 q$ S6 X: ~: T
標(biāo)定板 尺寸從32×24mm至4000×3750mm,，可根據(jù)用戶要求提供其他尺寸 ; z, ~: \* N' R& d5 X3 C! P
控制單元 計(jì)算機(jī)控制單元,，集成的模擬數(shù)據(jù)采集與記錄輸入單元：多路A/D、D/A,、開(kāi)關(guān)量輸入輸出數(shù)據(jù)采集通道，相機(jī)同步控制電源±0.05V~±10V,。 . t5 k, o; e. A8 U6 ?! g
各種試驗(yàn)機(jī)接口 與各種試驗(yàn)機(jī)（如電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)）無(wú)縫連接,，同步采集試驗(yàn)機(jī)的各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，如拉力,、位移,、變形、速度,、開(kāi)始,、結(jié)束等,。
( I9 l. u& u6 y6 c3 }照明單元 采用LED冷光源均勻照射被測(cè)物表面，以提高測(cè)量精度 ! P4 d5 g4 p2 x' a( S
. w& E& k( |# [( t$ Z
# |+ f) V. m1 U% X' k, b' y, m ' a" K+ F- `. ` m# a
* A! k4 q, ~1 _用途：
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, e! u$ P2 ^' M/ i; L9 \9 Z XJTUDIC 三維數(shù)字散斑動(dòng)態(tài)變形測(cè)量分析系統(tǒng) 用于三維變形場(chǎng)測(cè)量,，成為實(shí)驗(yàn)力學(xué)領(lǐng)域中一種重要的測(cè)試方法,，其主要應(yīng)用有：3 q# c5 _# `; W* E; }+ O6 ^# Q" v
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可用于全場(chǎng)振動(dòng)測(cè)量、動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)量,、高速變形測(cè)量,、斷裂力學(xué)、沖擊激勵(lì)及動(dòng)態(tài)材料試驗(yàn)中測(cè)量材料特性參數(shù)等,。系統(tǒng)的靈活的設(shè)計(jì)使應(yīng)用范圍非常廣泛,，包括從微電子或生物力學(xué)的顯微研究至航天、航空,、汽車(chē),、艦船及鐵路工業(yè)領(lǐng)域的大尺寸零部件測(cè)量。+ p) X8 I# P2 G9 R6 L; n* U- q( f
. }: u% a# f" `% _8 w+ D* { 1) 在材料力學(xué)性能測(cè)量方面：可應(yīng)用于各種復(fù)雜材料的力學(xué)性能測(cè)試中,。如火箭發(fā)動(dòng)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(cè)中,。
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% i F. }6 e7 `( {; j7 s3 n ^廣泛應(yīng)用于破壞力學(xué)研究中，包括裂紋尖端應(yīng)變場(chǎng)測(cè)量,、裂紋尖端張開(kāi)位移測(cè)量以及高溫下裂紋尖端應(yīng)變場(chǎng)測(cè)量等,。
- n; b3 e5 M/ a) x, `0 t+ W 2) 在細(xì)觀力學(xué)測(cè)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). |
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發(fā)表于 2010-7-16 15:07:42
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