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基于数字图像相关的高速变形测量与应变场重建技术

一、引言

传统应变测量手段如应变片、LVDT难以满足高速动态变形场景的需求。高速数字图像相关技术(High-Speed Digital Image Correlation, HSDIC)凭借其全场、非接触、高时空分辨率的特点,广泛应用于冲击、碰撞、爆炸等瞬态事件的研究。本文将探讨其技术流程与典型应用。


二、核心技术流程

高速图像采集与同步触发

使用千帧以上相机与激光光源确保图像清晰度。

像素块匹配与位移场计算

基于互相关算法追踪图像区域运动轨迹。

应变场重构与可视化分析

结合有限元插值或梯度法获取全场应变分布。


三、典型应用场景

汽车碰撞试验变形分析

获取车身关键部位的应变演化规律。

复合材料冲击损伤评估

分析纤维断裂、层间剥离等破坏机制。

生物组织动态力学测试

如心脏跳动、肌肉收缩的全场应变测量。


四、未来发展方向

嵌入式HSDIC系统

集成到实验平台中,实现实时反馈控制。

AI辅助图像处理与模式识别

提升图像质量与数据分析自动化程度。


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