XTDIC三维数字散斑应变测量分析系统
XTDIC 3D full field deformation and strain measurement system 3D Digital Image Correlation, 3D-DIC
XTDIC三维数字散斑应变测量分析系统采用工业三维摄影测量技术和数字图像相关法，通过相机拍摄的被测物变形过程中的序列散斑图像，快速检测被测物的全场三维坐标、位移、应变数据，测量结果三维彩色显示。XTDIC三维数字散斑应变测量分析系统主要由测量头、采集控制箱、移动支撑架、计算机、应力应变检测分析软件等组成。
1. XTDIC三维数字散斑应变测量分析系统——基本测量功能
1.1 测量幅面：支持几毫米到几米的测量幅面，根据需求可定制更多测量幅面。
1.2 测量相机：支持百万至千万像素相机，支持低速到高速相机，支持千兆网和Camera Link等多种相机接口。
1.3 相机标定：支持多个相机多种测量幅面的标定，支持外部拍摄图像标定。
1.4 测量模式：同时支持单相机二维测量和多相机三维测量。
1.5 实时测量：采集图像的同时，可以实时进行三维全场应变计算，在线和离线两种处理模式。
1.6 计算模式：具备自动计算和自定义计算两种模式。
1.7 测量结果：全场三维坐标、位移、应变数据等动态变形数据，应变模式有工程应变、格林应变、真实应变等三种。
1.8 多个检测工程：系统软件支持多个检测工程的计算、显示及分析。
1.9 支持系统：支持32位、64位windows操作系统，具备64位计算和多线程加速计算功能。
2. XTDIC三维数字散斑应变测量分析系统——分析报告功能
18种变形应变计算功能：X、Y、Z、E三维位移；Z值投影；径向距离、径向距离差；径向角、径向角差；应变X、应变Y和应变XY；最大主应变；最小主应变；厚度减薄量；Mises应变；Tresca应变；剪切角。
2.1 坐标转换功能：321转换、参考点拟合、全局点转换、矩阵转换等多种坐标转换功能。
2.2 元素创建功能：三维点、线、面、圆、槽孔、矩形孔、球、圆柱、圆锥。
2.3 分析创建功能：点点距离、点线距离、点面距离、线线夹角、线面夹角、面面夹角。
2.4 数据平滑功能：均值，中值，高斯滤波等多种平滑功能。
2.5 数据插值功能：自动和手动两种数据插值模式。
2.6 材料性能分析：自动计算材料的弹性模量和泊松比等参数。
2.7 三维截线功能：可对三维测量结果进行直线或圆形截线分析。
2.8 曲线绘制功能：所有测量结果均可以绘制成曲线图。
2.9 成形极限分析功能：可绘制和编辑FLD成形极限曲线。
2.10 视频创建功能：可将测量过程二维图像或者三维测量结果制作成视频并输出保存。
2.11 数据输出功能：测量结果及分析结果输出成报表，支持TXT，XLS，DOC文件的输出。
3. XTDIC三维数字散斑应变测量分析系统——采集控制功能
采集控制箱实现测量头的控制、多个相机的同步触发、多路模拟量和开关量数据采集、输入和输出信号控制。
3.1 A/D采集：模拟量输入采集，A/D采集的量程由软件控制，可选量程：±10V、±5V、±2.5V、0～10V。
3.2 多种外部触发信号类型选择：模拟信号、TTL电平、光电隔离、差分输入，模拟信号电平可选择：+10V、+5V、0V、-5V、-10V。
3.3 激光器控制：控制激光器的。
3.4 相机同步控制：多相机外同步触发信号。
3.5 光源控制：控制LED光源。
4. XTDIC三维数字散斑应变测量分析系统——扩展接口（系统已经预留接口，用户可以选择配置扩展设备）
4.1 试验机接口：通过串口通讯或者模拟量实时采集试验机的力、位移等信号，并与三维全场应变测量数据实现同步，实现应力和应变数据的融合和统一。
4.2 多测头同步检测接口：支持1~8个测头（更多测头可定制），多相机组同步测量，相机数目任意扩展，可以同步测量多个区域的变形应变，适用于大型物体或者回转型物体的变形应变测量。
4.3 大尺寸全方位变形接口：支持摄影测量静态变形系统，实现全方位变形和局部全场应变检测数据的融合和统一。
4.4 显微应变测量：配合双目体式显微镜，系统可以实现微小型物体的三维全场变形应变检测，并可支持扫描电镜、原子显微镜等显微图像的应变数据计算。
4.5 标志点动态变形检测接口：具备圆形标志点动态变形测量功能。
4.6 运动轨迹姿态检测接口：具备刚体物体运动轨迹姿态测量功能。
4.7 成形极限FLC曲线测量接口：配合杯突试验机，参考ISO 12004-2: 2008标准进行Nakazima试验可以测得材料的FLC成形极限曲线。
4.8 高温应变检测接口：实现最高3000℃摄氏度高温下的应变检测。
5. XTDIC三维数字散斑应变测量分析系统——系统特点
快速获得全场的三维坐标、位移、应变数据；测量结果三维显示；各种强大的分析功能非接触测量；适用于各种材料快速、简单、高精度的系统标定。
5.1 测量幅面可选：从几个微米到几十米的范围
5.2 应变测量范围：从0.01%到1000%的范围
5.3 灵活易用的触发功能，丰富的外部软硬件接口
5.4 图像采集频率可选择：低速（0-20 fps), 中速（20-100 fps） 高速（100-500 fps） 超高速(500-50000 fps)
5.5 相机分辨率可选：100万像素，200万像素，500万像素，800万像素，1000万像素
5.6 系统软件可运行在Windows 32位和64位操作系统，支持多核多线程处理，计算速度更快
6. XTDIC三维数字散斑应变测量分析系统——应用领域
6.1 材料试验（杨氏模量、泊松比等)
6.2 零部件试验（测量位移、应变）
6.3 材料试验（杨氏模量、泊松比等)²
6.4 零部件试验（测量位移、应变）
6.5 生物力学（骨骼、肌肉、血管等）
6.6 微观形貌、应变分析（微米级、纳米级）
6.7 断裂力学性能
6.8 有限元分析（FEA）验证
6.9 高速变形测量（动态测量、瞬态测量）
6.10 动态应变测量，如疲劳试验
6.11 成形极限曲线
7. XTDIC三维数字散斑应变测量分析系统——测量原理
XTDIC 系统结合数字图像相关技术（DIC）与双目立体视觉技术，通过追踪物体表面的散斑图像，实现变形过程中物体表面的三维坐标、位移及应变的测量，具有便携，速度快，精度高，易操作等特点。
采用基于摄影测量技术的相机标定技术，针对不同幅面的测量范围，可以快速、方便地实现系统的高精度标定。配备的升降架，使得测量系统的操作变得非常轻松。各种不同类型的光源为不同环境下的测量提供良好的照明条件。多功能的控制箱提供了各种A/D采集，D/A输出及相机触发功能。
软件界面友好:
(1) 同时支持二维及三维变形测量
(2) 灵活的相机标定，支持使用外部图像标定
(3) 提供灵活、方便的图像采集参数设置，满足不同情况下的图像采集需求
(4) 自由选取感兴趣的目标范围，提高处理效率。自由设置散斑面片的大小及步长，满足用户对不同精度和分辨率
(5) 强大的应变计算功能，提供18种不同类型的变形、应变结果。
(6) 计算结果三维显示，灵活的三维显示控制
(7) 多种后处理功能，包括插值补洞，平滑等。
(8) 坐标转换功能
(9) 多种分析功能，包括截线、状态点及点对等。
(10) 曲线绘制功能
(11) 测量结果及分析结果输出成报表
(12) 测量结果、图片及曲线合成视频
8. XTDIC三维数字散斑应变测量分析系统——系统功能演示
9. XTDIC三维数字散斑应变测量分析系统——产品名称更改
西安交通大学机械工程学院先进制造技术研究所是国内最早研发该项技术，并付诸于商业应用的团队。新拓三维核心成员均来自西安交通大学机械工程学院先进制造技术研发团队，在三维数字散斑应用测量分析领域拥有完全自主知识产权。在产品方面，西安交通大学机械工程学院先进制造技术研发团队的产品——XTDIC三维数字散斑应变测量分析系统也更名为XTDIC三维全场应变测量系统。在目前的商业化运营过程中，新拓三维的XTDIC三维全场应变测量系统紧贴行业需求，不断完善，并为客户提供定制化的测量解决方案。
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