三维、快速、高精度、非接触式全场变形和应变测量分析

概述：

XTDIC三维数字散斑动态应变测量分析系统，采用数字散斑相关方法，结合双目立体视觉技术。采用两个高速摄像机，实时采集物体各个变形阶段的散斑图像，利用图形相关算法进行物体表面变形点的立体匹配，并重建出匹配点的三维空间坐标。对位移场数据进行平滑处理和变形信息的可视化分析，从而实现快速、高精度、实时、非接触式的三维应变测量。
DSCM（Digital Speckle Correlation Method，DSCM）是一光测力学变形测量方法，DSCM又称为数字图像相关（Digital Image Correlation，DIC）或数字图像散斑相关（Digital Image Speckle Correlation ，DISC）。DSCM的基本原理是通过图像匹配的方法分析试件表面变形前后的散斑图像，来跟踪试件表面上几何点的运动得到位移场，在此基础上算得到应变场。在DSCM算法中，图像匹配时常用图像子区的相关性来表征同图像上两个子区的相似程度，因此该图像子区常称为“相关窗”，而DSCM名字中也因此保留了“相关”这个名词。

图 拉伸试验 三维散斑应变测量 状态一

用途：

XTDIC 三维数字散斑动态变形测量分析系统 用于三维变形场测量，成为实验力学领域中一种重要的测试方法，其主要应用有：

可用于全场振动测量、动态应变测量、高速变形测量、断裂力学、冲击激励及动态材料试验中测量材料特性参数等。系统的灵活的设计使应用范围非常广泛，包括从微电子或生物力学的显微研究至航天、航空、汽车、舰船及铁路工业领域的大尺寸零部件测量。
1) 在材料力学性能测量方面：DSCM已成功应用于各种复杂材料的力学性能测试中。如火箭发动剂固体燃料、橡胶、光纤、压电薄膜、复合材料以及木材、岩石、土方等天然材料的力学性能的检测中。值得注意的是，DSCM被广泛应用于破坏力学研究中，包括裂纹尖端应变场测量、裂纹尖端张开位移测量以及高温下裂纹尖端应变场测量等。

2) 在细观力学测量方面：借助于扫描电子显微镜(SEM)、扫描隧道电子显微镜(STEM)以及原子力显微镜(AFM)，DSCM被越来越多地应用于细观力学测量。最近，数字散斑相关方法还被应用于物体表面粗糙度的测量中。  

3) 在损伤与破坏检测方面：DSCM被应用于多种复杂材料，如岩石、炸药材料的破坏检测中。DSCM还被应用于一些特殊器件，如陶瓷电容器、电子器件，电子封装的无损检测研究中。

4) 生物力学测量方面：DSCM被应用于测量手术复位后肱骨头在内旋转及前屈运动下大小结节的相对位移量，以及颈椎内固定器对人体颈椎运动生物力学性能的影响等。