【知识综合案例分享】不同工况、多尺度下的材料力学探究—DIC在材料领域的高效应用

数字图像相关法（DIC）采用非接触式测量方法，允许用户对材料和结构进行全场轮廓，位移和应变的高精度测量。它不受测量物体本身的影响，可提供成千上万的测量点，可视化分析在加载下被测件物理特性之间复杂的相互作用，获取高质量的实验数据来确认和优化计算机仿真模型。

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新拓三维XTDIC三维全场应变测量系统，配合不同的图像采集硬件，可以适应高低温、高速、远距离、大空间等测试场景，适用于材料力学、结构和形状变形、振动测量、位移轨迹追踪和运动分析等领域。

「DIC拉伸应用：钢材试样抗拉实验」

研究目的：式样宽约20mm，带有预制切口，分析预制切口对式样在抗拉过程中表面应变分布造成的影响。

解决方案：XTDIC三维全场应变测量系统选用500万像素相机以及64mm*48mm标定板，测试其在抗拉过程中位移以及应变场的变化以及分布情况。?

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「DIC疲劳应用：裂纹尖端疲劳扩展实验」

研究目的：获取式样在往复循环加载的情况下，缺口尖端裂纹扩展情况。试样在反复载荷作用下导致最终失效的过程，可以分为三个阶段：

1.在多次循环作用下，材料损伤在微观层面不断发展，直到形成宏观裂纹。

2.在每次循环中，宏观裂纹都会不断增长，直至达到临界长度。

3.当出现裂纹的组件无法继续承受峰值载荷时，就会发生断裂

解决方案：XTDIC三维全场应变测量系统具备疲劳采集模块，完成长时间的疲劳监测，可以分析材料加载过程中各个时刻的材料损伤和外部载荷的关系。

「DIC温度场应用：温度场耦合计算」

的：合金片在温度作用下表面温度场的变化。

解决方案：XTDIC三维全场应变测量系统结合红外相机，实验时，红外相机与工业相机在定制的标定模块下实现坐标系的统一，实现红外温度场与应变场的耦合。

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「DIC高速应用：霍普金森杆高速动态实验」

研究目的：不锈钢材质（尺寸：Ф4X10mm）霍普金森杆高速动态实验测量，获取材料的动态力学性能。

解决方案：实验过程中，XTDIC三维全场应变测量系统采用两台高速摄像机（100000帧/秒），拍摄并计算霍普金森杆拉伸、压缩过程中式样表面位移场、应变场。

「DIC-FLC应用：板材高温成形极限实验」

研究目的：FLC板材成型极限测试，研究薄板在900°C成形温度下性能数据信息。

解决方案：XTDIC-FLC板材成形极限测量系统搭配高温板材成形试验机，获取板材在最高900°C温度下冲压成型过程中的图像，分析并提出钣金件冲压成形数据，高温热加工研究（高强度钢板）。

「DIC显微应用：微观尺度材料力学测试」

研究目的：钢材质小试样，在原位试验台完成拉伸测试，通过显微测量系统的体式显微镜进行测量过程的变形图像采集，计算分析微小尺寸材料力学性能。

解决方案：采用XTDIC-Micro显微应变测量系统，搭配试验台控制器预留有力值通讯端口以及试验机力值通讯线，实现XTDIC-micro与原位实验台的力值通讯，可分析材料力学性能如如剪切、拉伸、压缩、弯曲、断裂、膨胀、翘曲等。