数字图像相关技术(DIC)变形分析由于具有非接触、精度高、全场测量、实验设备简单等优点,在材料力学性能测试领域得到了广泛的应用。
然而二维数字图像相关法使用一个摄像机,只能测量平面内的变形和应变,所以为了实现动态变形检测中三维变形测量的要求必须进行摄像机的标定。
三维数字图像相关技术结合双目立体视觉原理(XTDIC系统),使用两个摄像机从不同角度同时拍摄变形物体,对于每个状态拍摄两张图片,利用数字图像相关法进行图片匹配,然后根据标定好的两个摄像机的内、外方位参数进行三维重建获得三维空间点的坐标信息,最后对比变形前后两个状态的三维点信息,获得物体的三维位移场及应变场。

DIC产品相机标定
相机标定是指获得相机内外参数的过程,DIC产品的相机标定方法是将标识板上两对标识点的准确距离设为比例尺,用两个摄像机通过不同方位拍摄标识板获得图像数据,识别标识点的三维坐标,采用一定算法计算得到相机的内外参数。
相机标定是系统计算的前提,只有获得相机的内外参数,才能精确得到物体点的三维数据。标定算法采用主流的平面模板八步法进行标定,将十字尺放置在标准测量距离下,依次采集其八个不同方位下的图象,进行标定,完成标定计算。


DIC产品用于材料拉伸、压缩测试
通过XTDIC全场应变测量系统(DIC技术)分析材料在力学实验机的作用下受力变形情况,从而得到试样在整个受力过程中的全场应变情况,以达到对试样性能进行分析的目的。

材料力学测试分为拉伸和压缩两部分进行,拉伸实验共处理两件,其中一件为试样正面观测,另一件为侧面观测;压缩实验共处理一件。现已拉伸实验为例进行实验过程叙述,压缩实验与其类同。

DIC产品用于正面拉伸观测
根据DIC产品工业相机所采集的图像,在XTDIC系统软件中框选散斑域,添加“种子点”,完成所有图片的分析计算,最终的得到拉伸过程的位移场和应变场云图。

第一条出现及裂缝宽度发展分析如下图所示;第二条出现及裂缝宽度发展分析如下图所示,第二条裂缝在最后未发生断裂,裂缝宽度会出现一个小的回弹。


第三条出现及裂缝宽度发展分析如下图所示,最终与第一条裂缝联合发展直至断裂,具体可参见excel数据表格中变化量一栏。

DIC产品用于材料侧面拉伸观测
根据所采集的图像,在XTDIC系统软件中框选散斑域,添加“种子点”,完成所有图片的分析计算,最终的得到拉伸过程的位移场和应变场。
第一条出现及裂缝宽度发展分析如下图所示,最终直至断裂;第二条出现及裂缝宽度发展分析如下图所示,第二条裂缝在最后未发生断裂,裂缝宽度会出现一个小的回弹。


DIC产品用于材料压缩测试
根据所采集的图像,在XTDIC系统软件中框选散斑域,添加“种子点”,完成所有图片的分析计算,最终的得到拉伸过程的位移场和应变场,如图所示。
