DIC科研教育应用—新拓三维参展第五届计算光学测量及其教育国际研讨会

第五届计算光学测量及其教育国际研讨会(Computational Optical Measurement and Education, COME 2023)于2023年6月23日-24日在北京航空航天大学举行。会议聚焦于前沿光学研究与研究生教育的深度融合，涉及研究领域包括但不限于光学测量、计算光学、光学测试、实验力学、三维成像、光学仪器、人工智能、教育教学等。

新拓三维作为赞助商应邀出席了此次研讨会，会议期间展示了XTDIC系列非接触全场应变测量系统，我司参会技术人员就DIC应变测量技术与参会人员进行了深入交流，参会学者与学生对我司DIC系列设备在科研及教育领域的应用产生了浓厚的兴趣。

新拓三维从事研发和生产各类先进的三维光学测试测量仪器设备，包括三维光学扫描、三维光学全场应变测试、三维光学高速应变测试、三维运动轨迹捕捉、薄板成形网格应变测量、微尺度材料显微应变测量、视频引伸计测量等，是三维光学测试测量仪器技术的领导者。

新拓三维凭借强大的光学测量技术研发团队和产品软、硬件研发能力，本地化的技术支持和服务，能够为客户提供成套光学非接触应变和位移测试系统、测试分析软件，以及技术咨询、培训和各类服务，能够为材料研究、零部件及结构测试提供一站式光学测试和测量解决方案。

非接触式全场应变测量技术，即数字图像相关法（Digital Image Correlation，简称DIC）技术在科研和教育应用领域深受认可和欢迎。DIC技术具有许多优点，例如测试方法的非接触性、丰富的测试结果数据量以及全程真实地记录材料变形行为等特点。

XTDIC系统在科研和教学的应用：

XTDIC三维全场应变测量系统可开展各种材料力学性能测试、有限元分析验证等研究和教学实验，具有大至1000%应变测量范围，并可以实时计算、实现动态全场的应变变形测量。

在相关科研实验研究中，如四点弯试件、半圆弧试件、悬臂梁实验，对应完整实验设计方案，XTDIC三维全场应变测量系统以非接触式的方式提升研究手段，提高研究能力。

亦可为学生提供可视化的教学工具，让学生的基础学习课程变得直观和可视，使复杂问题简单化、抽象问题直观化、隐蔽问题可视化。

XTDIC三维全场应变测量系统

XTDIC三维全场应变测量系统采用高精度的数字图像相关算法，为试验者提供非接触式动态全场三维应变及位移测量。

DIC系统测量原理及散斑图像追踪过程

XTDIC系统获得的测量结果包括：

u 全场数据：全场三维坐标、位移、应变、轨迹姿态、速度及加速度等动态变形数据、支持温度场计算。

u 材料变形行为：DIC技术可以提供详细的材料变形行为数据，包括局部应变、应力集中区域、应变集中区域等信息，有助于深入了解材料的变形机制和行为。

u 应力应变曲线：对材料表面的位移和形变进行测量，得到拉伸试验中的应力应变曲线，展示材料在加载过程中的应力和应变关系。

u 杨氏模量：通过对应力应变曲线的斜率进行计算，可以得到杨氏模量，用于描述材料的刚度和弹性。

u 泊松比：可测量材料在拉伸过程中的横向收缩量和纵向伸长量，计算得到材料的泊松比，这是描述材料在拉伸时的变形行为的重要参数。

XTDIC-FLC板材成形极限测量系统

XTDIC-FLC系统基于数字图像相关法技术，可以实时获得真实的成形极限图，是理论成形极限曲线的检验依据。配合强大的XTDIC-FLC软件分析功能，可以观测金属薄板的临界变形部位、解决复杂成形问题、优化冲压工艺、冲压模具检验、对仿真计算结果验证和优化等各类测试需求。

捕捉薄板变形场/应变场（获得应变路径、捕捉颈缩开始）

XTDIC-FLC可用于金属板材冲压成形的工艺优化，可以方便快速地获得冲压后零件表面全场应变数据，包括：

1.零件表面的三维坐标

2.应变值（主应变和次应变）

3.板料的厚度减薄

4.成形极限曲线(FLC)

5.成形极限图（FLD）

XTDIC-STROBE高速动态测量系统

XTDIC-STROBE基于数字图像相关技术（DIC）与双目立体视觉技术，高速摄像机+DIC分析软件用于动态位移测量目的。使用高速摄像机可实现非接触式瞬态图像采集，借助数字图像相关技术，可以测量应变、位移、速度、加速度和旋转等。

XTDIC-STROBE高速动态测量系统是用于研究机械测试中3D运动和变形的非常通用的工具。因此，高速摄像机结合DIC分析软件的应用非常广泛。

XTDIC-STROBE系统典型应用

u 汽车、航空工业撞击测试（鸟撞测试，机翼冲击测试，汽车碰撞测试，跌落测试等）

u 验证理论研究和数字仿真的结果

u 部件和结构的振动分析测试（测量直升机旋翼叶片的挠度）

u 材料的高应变率测试（霍普金森杆高速冲击测试）

u 风力叶片旋转姿态、振动测量

u 生物力学运动和变形研究

u 爆炸冲击力学/弹道冲击研究（子弹撞击防护服或头盔）

XTDIC-Micro显微应变测量系统

XTDIC-Micro显微应变测量系统，DIC数字图像相关技术和光学显微镜结合，可满足微小尺寸材料力学测试需求，在微小尺寸材料力学、芯片半导体热学性能测试等领域应用广泛，同时可搭配各类温控系统，实现高低温试验环境下的精确DIC分析、载荷以及应变测量。

微尺寸材料力学测试

采用高放大倍数显微镜，结合DIC应变测量技术，可以进行微尺寸试样测量并得到高精度应变数据。

微尺寸半导体热力学测试

XTDIC-Micro系统通过搭配温箱/冷热台，可实现从低温-190°C~高温600°C的不同温度测试，正确评价微尺寸芯片半导体材料和器件的热学、力学性能。

XTDIC-VG视频引伸计

XTDIC-VG系列视频引伸计以单相机2.5D、双目3D测量，0.2级精度标准，超大测量视野等强大功能，在材料力学测试领域获得了广泛的应用，适用于金属、塑料、柔性材料、复合材料、生物试样等各类材料，可在不同温度环境下进行测量，实时输出应力-应变曲线、弹性模量、泊松比、N值、R值等测量数据。

XTDIC-VG配备60、120、240mm视野型号设备，可满足大部分的材料测试需求，可根据测量场景材料变形量大小，适当放大和缩小测量视场。

橡胶材料拉伸大变形测试（变形量达350%）

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