數(shù)字圖像相關(guān)（DIC）技術(shù)通過比較兩幅或多幅圖像之間的像素位移來(lái)分析物體的變形情況，通過三維重建以及數(shù)字圖像相關(guān)算法計(jì)算得到該過程中的3D位移場(chǎng)、3D應(yīng)變場(chǎng)、3D變形場(chǎng)數(shù)據(jù)。

DIC測(cè)試技術(shù)是通過捕捉試樣表面的特征點(diǎn)，對(duì)特征點(diǎn)的位置進(jìn)行計(jì)算從而計(jì)算試樣表面的變形信息。DIC測(cè)試技術(shù)可用于研究分析試樣在受力過程中的全場(chǎng)應(yīng)變的演化，分析試樣在加載過程中不同局域的應(yīng)變分布情況以及強(qiáng)弱結(jié)構(gòu)的布置對(duì)于試樣受力變形以及破壞的影響。

新拓三維XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)，基于數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)（DIC）和標(biāo)記點(diǎn)跟蹤測(cè)量技術(shù)，為產(chǎn)品的研發(fā)測(cè)試提供可靠精準(zhǔn)的測(cè)量數(shù)據(jù),可用于材料力學(xué)性能測(cè)試、零部件疲勞、強(qiáng)度、振動(dòng)分析等力學(xué)行為表征。

1、光學(xué)器件DIC全場(chǎng)變形測(cè)試

在光學(xué)器件的生產(chǎn)過程中，除了對(duì)光學(xué)元器件進(jìn)行反復(fù)模擬和加工以減少成像或者光路誤差之外，裝配工藝也是直接影響系統(tǒng)性能和精度指標(biāo)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

在光學(xué)器件機(jī)械安裝過程中，器件的振動(dòng)和變形產(chǎn)生的誤差會(huì)直接影響產(chǎn)品精度指標(biāo)和性能，因此測(cè)量光學(xué)器件在裝配過程的位移和振動(dòng)是非常關(guān)鍵的。XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)在全場(chǎng)非接觸位移振動(dòng)檢測(cè)中優(yōu)勢(shì)凸顯，可以全程監(jiān)控在實(shí)際生產(chǎn)和安裝過程中誤差產(chǎn)生的位置和過程，從而可以對(duì)裝調(diào)過程進(jìn)行精度指標(biāo)優(yōu)化。

DIC測(cè)試流程

數(shù)字圖像相關(guān)法（DIC）通過跟蹤物體表面散斑圖案的變形過程，計(jì)算散斑域的灰度值變化，從而得到被測(cè)物體表面的變形和應(yīng)變數(shù)據(jù)。

作為光學(xué)器件加工產(chǎn)品，被測(cè)物表面噴涂散斑漆不太現(xiàn)實(shí)，新拓三維技術(shù)工程師采用貼點(diǎn)的方式，針對(duì)可能出現(xiàn)位移或者振動(dòng)的位置進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。

DIC位移測(cè)量設(shè)備架設(shè)

DIC技術(shù)測(cè)試實(shí)驗(yàn)過程分為兩個(gè)部分，測(cè)量板材在光學(xué)器件安裝的過程中是否發(fā)生相對(duì)的位移或者振動(dòng)；測(cè)量反射鏡等元器件在實(shí)際安裝過程中產(chǎn)生的角度和位置變化。

DIC測(cè)試數(shù)據(jù)分析

DIC測(cè)試技術(shù)可以快速分析光學(xué)器件零部件在裝配過程中的偏移和振動(dòng),對(duì)零部件力學(xué)特性進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤,以實(shí)現(xiàn)定量測(cè)試驗(yàn)證和調(diào)整裝配的工藝和方案。

如上圖所示， XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)首可對(duì)光學(xué)器件裝配過程中關(guān)鍵邊緣點(diǎn)的位移和距離進(jìn)行監(jiān)測(cè)和測(cè)量，測(cè)出實(shí)際產(chǎn)生的安裝誤差約為0.01微米。

如上圖所示， XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)主要監(jiān)測(cè)光學(xué)器件安裝反光鏡過程中，鏡面平面和基底平面產(chǎn)生的角度變化，測(cè)量的誤差值約為0.1°。

2、齒輪嚙合變形測(cè)量

齒輪傳動(dòng)具有傳動(dòng)精度高，傳動(dòng)比固定，工作可靠等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)齒輪嚙合故障問題也備受工程人員關(guān)注。

采用XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)對(duì)齒輪動(dòng)態(tài)嚙合過程進(jìn)行測(cè)試，了解齒輪嚙合過程中的動(dòng)態(tài)變形，數(shù)據(jù)有助于優(yōu)化齒輪部件，有效地提高齒輪性能和壽命。

齒輪嚙合分析難題

通過分析齒輪動(dòng)態(tài)嚙合變形，是了解齒輪振動(dòng)情況的有效途徑，但齒輪動(dòng)態(tài)變形計(jì)算，傳統(tǒng)的分析手段存在不少的難題：

1、理論研究和仿真驗(yàn)證，缺乏真實(shí)加載數(shù)據(jù)驗(yàn)證

2、無(wú)法對(duì)齒輪表面進(jìn)行全場(chǎng)測(cè)量，難以記錄試樣關(guān)鍵位置的變形

3、缺少齒輪動(dòng)態(tài)嚙合力和變形情況的有效測(cè)試方法。

DIC三維變形測(cè)量方案

數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)（DIC）可測(cè)量3D全場(chǎng)表面位移、變形、應(yīng)變和振動(dòng)頻率，且無(wú)需與試樣接觸。

新拓三維XTDIC三維光學(xué)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)，測(cè)試齒輪嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，齒輪嚙合部位在負(fù)載下的變形和應(yīng)變；在施加制動(dòng)力之后，測(cè)量齒輪的變形和振動(dòng)頻率。

從DIC分析數(shù)據(jù)可以看出，在齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，齒輪支撐負(fù)重部位變形明顯，測(cè)試數(shù)據(jù)可以導(dǎo)出以驗(yàn)證FEA模型，優(yōu)化齒輪結(jié)構(gòu)性能，加速產(chǎn)品的最終結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

在被測(cè)區(qū)域中，XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果與應(yīng)變片結(jié)果基本吻合，并能提供全場(chǎng)應(yīng)變和位移數(shù)據(jù)，并準(zhǔn)確測(cè)得關(guān)鍵部位的應(yīng)變區(qū)域。