XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量分析系統(tǒng)，結(jié)合數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)（DIC）與雙目立體視覺技術(shù)，通過追蹤物體表面的散斑圖像，實(shí)現(xiàn)變形過程中物體表面的三維坐標(biāo)、位移及應(yīng)變的測(cè)量，具有便攜，速度快，高，易操作等特點(diǎn)。

系統(tǒng)組成：統(tǒng)主要由測(cè)量頭、控制箱、標(biāo)定板、標(biāo)志點(diǎn)、計(jì)算機(jī)及檢測(cè)分析軟件等組成系統(tǒng)應(yīng)該包含系統(tǒng)測(cè)量頭（含兩臺(tái)高速工業(yè)相機(jī)、進(jìn)口相機(jī)鏡頭，帶萬向手柄可調(diào)節(jié)LED光源）、相機(jī)同步控制觸發(fā)控制箱、系統(tǒng)標(biāo)定板、系統(tǒng)可移動(dòng)支撐架、動(dòng)態(tài)采集分析軟件、載荷加壓控制通訊接口、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等組成。

主要應(yīng)用

XTDIC 三維數(shù)字散斑動(dòng)態(tài)變形測(cè)量分析系統(tǒng)是實(shí)驗(yàn)力學(xué)領(lǐng)域中一種重要的測(cè)試方法，其主要應(yīng)用有：

在材料力學(xué)性能測(cè)量方面：DIC已成功應(yīng)用于各種復(fù)雜材料的力學(xué)性能測(cè)試中。如火箭發(fā)動(dòng)劑固體燃料、橡膠、光纖、壓電薄膜、復(fù)合材料以及木材、巖石、土方等天然材料的力學(xué)性能的檢測(cè)中。值得注意的是，DIC被廣泛應(yīng)用于破壞力學(xué)研究中，包括裂紋應(yīng)變場(chǎng)測(cè)量、裂紋張開位移測(cè)量以及高溫下裂紋應(yīng)變場(chǎng)測(cè)量等。

在細(xì)觀力學(xué)測(cè)量方面：借助于掃描電子顯微鏡(SEM)、掃描隧道電子顯微鏡(STEM)以及原子力顯微鏡(AFM)，DIC被越來越多地應(yīng)用于細(xì)觀力學(xué)測(cè)量。近，數(shù)字散斑相關(guān)方法還被應(yīng)用于物體表面粗糙度的測(cè)量中。

在損傷與破壞檢測(cè)方面：DIC被應(yīng)用于多種復(fù)雜材料，如巖石的破壞檢測(cè)中。DIC還被應(yīng)用于一些特殊器件，如陶瓷電容器、電子器件，電子封裝的無損檢測(cè)研究中。

在生物力學(xué)測(cè)量方面：DIC被應(yīng)用于測(cè)量手術(shù)復(fù)位后肱骨頭在內(nèi)旋轉(zhuǎn)及前屈運(yùn)動(dòng)下大小結(jié)節(jié)的相對(duì)位移量，以及頸椎內(nèi)固定器對(duì)人體頸椎運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)性能的影響等。

對(duì)于大中專院校的研究教學(xué)應(yīng)用，本系統(tǒng)開展各種軟組織、金屬及復(fù)合材料性能測(cè)試、力學(xué)性能測(cè)試分析、有限元分析驗(yàn)證等研究和教學(xué)實(shí)驗(yàn)，具有大至1000%應(yīng)變測(cè)量范圍，并可以實(shí)時(shí)計(jì)算、實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)全場(chǎng)的應(yīng)變變形測(cè)量。在土木工程的相關(guān)研究中，如四點(diǎn)彎試件、半圓弧試件、懸臂梁實(shí)驗(yàn)，對(duì)應(yīng)完整實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，以非接觸式的方式提升研究手段，提高研究能力。亦可為學(xué)生提供可視化的教學(xué)工具，讓學(xué)生的基礎(chǔ)學(xué)習(xí)課程變得直觀和可視，使復(fù)雜問題簡(jiǎn)單化、抽象問題直觀化、隱蔽問題可視化。

1.1 系統(tǒng)功能

（1）基本測(cè)量功能：

l ※測(cè)量幅面：支持幾毫米到幾米的測(cè)量幅面，可以根據(jù)需求定制測(cè)量幅面。

l 測(cè)量相機(jī)：支持百萬至千萬像素、低速到高速、千兆網(wǎng)和Camera Link等多種相機(jī)接口，控制軟件支持采集幀率10萬 fps。

l ※相機(jī)標(biāo)定：支持多個(gè)相機(jī)（可多于8個(gè)）多種測(cè)量幅面的標(biāo)定，支持外部拍攝圖像標(biāo)定。

l ※測(cè)量模式：三維變形測(cè)量，同時(shí)支持單相機(jī)二維測(cè)量。

l ※實(shí)時(shí)計(jì)算：采集圖像的同時(shí)，可以實(shí)時(shí)進(jìn)行三維全場(chǎng)應(yīng)變計(jì)算，具備在線和離線兩種計(jì)算處理模式。

l 計(jì)算模式：具備自動(dòng)計(jì)算和自定義計(jì)算兩種模式。

l 測(cè)量結(jié)果：全場(chǎng)三維坐標(biāo)、位移、應(yīng)變數(shù)據(jù)等動(dòng)態(tài)變形數(shù)據(jù)，應(yīng)變模式有工程應(yīng)變、格林應(yīng)變、真實(shí)應(yīng)變等三種。

l 多個(gè)檢測(cè)工程：系統(tǒng)軟件支持多個(gè)檢測(cè)工程的計(jì)算、顯示及分析。

l ※支持系統(tǒng)：支持32位、64位windows操作系統(tǒng)，具備64位計(jì)算和多線程加速計(jì)算功能。

（2）分析功能

l ※18種變形應(yīng)變計(jì)算功能：X、Y、Z、E三維位移；Z值投影；徑向距離、徑向距離差；徑向角、徑向角差；應(yīng)變X、應(yīng)變Y和應(yīng)變XY；主應(yīng)變；小主應(yīng)變；厚度減薄量；Mises應(yīng)變；Tresca應(yīng)變；剪切角。

l ※坐標(biāo)轉(zhuǎn)換功能：321轉(zhuǎn)換、參考點(diǎn)擬合、全局點(diǎn)轉(zhuǎn)換、矩陣轉(zhuǎn)換等多種坐標(biāo)轉(zhuǎn)換功能。

l ※元素創(chuàng)建功能：三維點(diǎn)、線、面、圓、槽孔、矩形孔、球、圓柱、圓錐。

l ※分析創(chuàng)建功能：點(diǎn)點(diǎn)距離、點(diǎn)線距離、點(diǎn)面距離、線線夾角、線面夾角、面面夾角。

l 數(shù)據(jù)平滑功能：均值，中值，高斯濾波等多種平滑功能。

l 數(shù)據(jù)插值功能：自動(dòng)和手動(dòng)兩種數(shù)據(jù)插值模式。

l 材料性能分析：自動(dòng)計(jì)算材料的彈性模量和泊松比等參數(shù)。

l 三維截線功能：可對(duì)三維測(cè)量結(jié)果進(jìn)行直線或圓形截線分析。

l 曲線繪制功能：所有測(cè)量結(jié)果均可以繪制成曲線圖。

l 成形極限分析功能：可繪制和編輯FLD成形極限曲線。

l 視頻創(chuàng)建功能：可將測(cè)量過程二維圖像或者三維測(cè)量結(jié)果制作成視頻并輸出保存。

l 數(shù)據(jù)輸出功能：測(cè)量結(jié)果及分析結(jié)果輸出成報(bào)表，支持TXT，XLS，DOC文件的輸出。

（3）采集控制功能

l ※采集控制箱可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量頭的控制、多個(gè)相機(jī)的同步觸發(fā)、多路模擬量和開關(guān)量數(shù)據(jù)采集、輸入和輸出信號(hào)控制。

l 相機(jī)同步控制：多相機(jī)外同步觸發(fā)信號(hào)。

l ※外部采集通訊接口：支持外部載荷如微電子試驗(yàn)機(jī)等外部載荷聯(lián)機(jī)采集通訊接口，通過串口通訊或者模擬量實(shí)時(shí)采集外部的加載力、位移等信號(hào)，并與三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)同步，實(shí)現(xiàn)應(yīng)力和應(yīng)變數(shù)據(jù)的融合和統(tǒng)一。

l 光源控制：可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量過程中不同補(bǔ)光需要的LED光源控制。

（4）預(yù)留擴(kuò)展接口：

l ※多測(cè)頭同步檢測(cè)接口：可以支持1~8個(gè)測(cè)頭的多相機(jī)組同步測(cè)量，相機(jī)數(shù)目任意擴(kuò)展，可以同步測(cè)量多個(gè)區(qū)域的變形應(yīng)變，適用于不同實(shí)驗(yàn)條件需求下的變形應(yīng)變測(cè)量。

l ※顯微應(yīng)變測(cè)量：配合雙目體式顯微鏡，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)微小視場(chǎng)的三維全場(chǎng)變形應(yīng)變檢測(cè)，并可支持掃描電鏡、原子顯微鏡等顯微圖像的應(yīng)變數(shù)據(jù)計(jì)算。

l ※大尺寸全方位變形接口：支持?jǐn)z影測(cè)量靜態(tài)變形系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全方位變形和局部全場(chǎng)應(yīng)變檢測(cè)數(shù)據(jù)的融合和統(tǒng)一。

1.1 技術(shù)指標(biāo)

1、技術(shù)：多相機(jī)柔性標(biāo)定、數(shù)字圖像相關(guān)法

2、測(cè)量結(jié)果：三維坐標(biāo)、全場(chǎng)位移及應(yīng)變，可視化顯示及測(cè)量過程的視頻錄制輸出，測(cè)量結(jié)果及數(shù)據(jù)輸出成報(bào)表，支持TXT，XLS，DOC文件的輸出。

3、測(cè)量幅面：支持1mm-4m范圍的測(cè)量幅面，并配備相應(yīng)編碼型標(biāo)定板標(biāo)定架，可定制更多測(cè)量幅面。

4、位移測(cè)量：0.005mm

5、應(yīng)變測(cè)量范圍：0.01%-2000%

6、應(yīng)變測(cè)量：0.001%

7、測(cè)量模式：三維變形測(cè)量，可兼容二維測(cè)量

2 采集控制箱可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量頭的控制、多個(gè)相機(jī)的同步觸發(fā)、多路模擬量和開關(guān)量數(shù)據(jù)采集、輸入和輸出信號(hào)控制。

2 相機(jī)同步控制：多相機(jī)外同步觸發(fā)信號(hào)。

2 外部采集通訊接口。

光源控制：可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量過程中不同補(bǔ)光需要的LED光源控制。