在3C消費電子行業(yè)，產(chǎn)品從出廠到用戶手中，可能經(jīng)歷運輸、使用中的意外跌落。據(jù)統(tǒng)計，超過30%的電子產(chǎn)品售后問題與物理沖擊相關。

跌落測試可模擬產(chǎn)品在運輸、使用中意外跌落的場景，可評估其結(jié)構(gòu)強度、內(nèi)部組件抗沖擊能力，指導產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，為產(chǎn)品材料的選取提供依據(jù)，節(jié)約成本。

• 驗證可靠性：發(fā)現(xiàn)設計缺陷（如外殼開裂、內(nèi)部元件脫落）；
• 降低售后成本：減少因跌落導致的退貨率；
• 滿足法規(guī)要求：通過權(quán)威認證（如亞馬遜、CE認證）的強制測試。

研究跌落碰撞過程中的變形，可通過研究碰撞過程中產(chǎn)品變形和應變數(shù)據(jù)實現(xiàn)。新拓三維XTDIC-SPARK三維高速測量系統(tǒng)，通過直接控制高速攝像機采集跌落、沖擊等高速運動中的動態(tài)圖像，結(jié)合雙目立體視覺與數(shù)字圖像相關法，可以實現(xiàn)對電子產(chǎn)品跌落瞬態(tài)變形的動態(tài)監(jiān)測與定量分析。

高速DIC測量系統(tǒng)用于跌落測量難點

1、跌落角度的反轉(zhuǎn)、遮擋會造成散斑圖像弱相關，且會引起局部光強變化，導致較低的測量精度甚至匹配失敗。

2、跌落碰撞時產(chǎn)品翻轉(zhuǎn)會對散斑匹配造成影響，需要對相關計算方案和匹配方案進行改進。

跌落瞬態(tài)變形測量解決方案

算法計算優(yōu)化改進

1、采用帶兩個未知參數(shù)的最小平方距離函數(shù)，減小翻轉(zhuǎn)等運動引起角度變化帶來的光強波動的影響；

2、雙三次樣條插值具有對亞像素位置處灰度較強的預測能力，在灰度迭代運算中使用雙三次插值，從而提高計算精度。

順序逐幀基準匹配

1、種子點匹配方法并進行適應性改進，初始未變形狀態(tài)散斑圖像優(yōu)先匹配，極大程度減小了單純以上一幀為參考計算帶來的累積誤差，保證了匹配精度；

2、對于未成功匹配的散斑進行順序逐幀基準匹配，能夠提高變形場的完整度。

高速DIC測量系統(tǒng)用于跌落碰撞的變形過程，主要分為試驗階段和計算階段。接下來，采用新拓三維XTDIC-SPARK三維高速測量系統(tǒng)，對手機屏幕、手機殼、手機電池及平板電腦進行的跌落應變測試，分析產(chǎn)品跌落過程中其表面應變場和位移場的變化。

產(chǎn)品外表制作黑白相間散斑

手機配件跌落測試

XTDIC-SPARK三維高速測量系統(tǒng)，搭配100mm鏡頭，測量幅面調(diào)試到200*150，高速相機調(diào)節(jié)焦距，標定完成后開始跌落實驗。

在離地1m距離處，將手機垂直跌落，使手機側(cè)邊或尖角部分跌落地面，并且散斑圖案始終對準兩個高速相機的角度，高速攝像機共拍攝多組手機殼、電池、手機屏幕跌落視頻圖像。

手機屏幕跌落測試分析

針對易損部件（電池、屏幕）單獨測試，定位設計薄弱環(huán)節(jié)。

DIC軟件計算數(shù)據(jù)，輸出屏幕跌落瞬態(tài)全場位移及應變數(shù)據(jù)。通過分析應變局部化區(qū)域，關鍵點位移曲線及點應變曲線，定位玻璃受力關鍵區(qū)域和抗沖擊能力。

屏幕應力集中及關鍵點位移曲線及點應變曲線

手機中框跌落測試分析

模擬手機設備意外脫手跌落場景，驗證結(jié)構(gòu)強度與內(nèi)部組件抗沖擊能力。

DIC軟件分析手機中框應變集中區(qū)域，可清晰呈現(xiàn)手機中框結(jié)構(gòu)件、角、邊緣易因沖擊產(chǎn)生的形變；測試數(shù)據(jù)有助于分析中框加強筋設計，避免跌落時出現(xiàn)屏幕排線斷裂，導致攝像頭模組脫落。

手機中框應力集中點位移曲線及點應變曲線

手機電池跌落測試分析

手機硬殼電池殼體跌落時，殼體棱角處應變集中過大，會導致電解液泄漏。

DIC分析應變場顯示應力集中點，分析電池在沖擊載荷下的瞬態(tài)形變、局部應變集中及潛在失效風險（側(cè)面角形成一個小凹痕，且無法恢復到最初狀態(tài)），為電池結(jié)構(gòu)安全設計提供關鍵數(shù)據(jù)支撐。

手機電池應力集中點位移曲線及點應變曲線

平板電腦跌落測試

XTDIC-SPARK三維高速測量系統(tǒng)，搭配50MM鏡頭，測量幅面調(diào)試到400*300，高速相機調(diào)節(jié)焦距，標定完成后開始跌落實驗。

平板電腦跌落測試分析

測試平板電腦跌落，在工作臺上被物體以加速形態(tài)沖撞，檢驗產(chǎn)品抗意外沖擊能力。

DIC分析產(chǎn)品跌落時的棱角處受力變形，平板著地后反彈，形成應力波紋，將力傳輸處應力集中點，測試數(shù)據(jù)有助于評估平板電腦在跌落時所能承受的墜落高度及耐沖擊強度。

平板應力集中點位移曲線及點應變曲線

新拓三維XTDIC-SPARK三維高速測量系統(tǒng)，非接觸、高精度、全場動態(tài)測量等優(yōu)勢，是一種測量3C電子跌落碰撞變形的有效方案，從位移場、應變集中到失效演化均可精準量化，有助于加速高可靠性電子設備研發(fā)進程。

1、結(jié)構(gòu)設計：加強角部緩沖（如TPU包邊）、優(yōu)化內(nèi)部固定點；

2、材料選擇：優(yōu)先使用吸能材料（如蜂窩鋁板、硅膠墊）；

3、測試迭代：通過高速3D-DIC技術(shù)分析跌落薄弱點及失效模式，針對性改進。