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。