材料的力學(xué)性能測(cè)試，是工程中廣泛應(yīng)用的一種試驗(yàn)，它為機(jī)械制造、土木工程、冶金及其它工業(yè)部門提供可靠的材料力學(xué)性能參數(shù)，便于合理地使用材料，保證機(jī)器（結(jié)構(gòu)）及其零件（構(gòu)件）的安全工作。

在新材料研發(fā)過程中，力學(xué)性能是最重要的物理指標(biāo)，是材料投入生產(chǎn)和應(yīng)用不可缺少的檢驗(yàn)項(xiàng)目。材料在受力后會(huì)產(chǎn)生變形，變形到極限會(huì)發(fā)生斷裂，在負(fù)載作用下發(fā)生變形和斷裂的行為是業(yè)內(nèi)研究的力學(xué)行為。力學(xué)性能測(cè)試一般是對(duì)材料進(jìn)行“拉、壓、彎、扭”，試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以描述材料的力學(xué)性能。

隨著材料應(yīng)用越來越廣泛，材料研究日益受到重視，定量描述材料力學(xué)性能的需求也非常迫切。在上個(gè)世紀(jì)四十年代，美國(guó)鮑爾溫公司（BLH前身）獲得了電阻應(yīng)變片專利后，應(yīng)變片才開始進(jìn)入市場(chǎng)，材料力學(xué)性能才開始被應(yīng)變片逐漸量化。

應(yīng)變片具有高靈敏度和精度，缺點(diǎn)是偏向于點(diǎn)測(cè)量固定方向應(yīng)變，不能實(shí)現(xiàn)全域測(cè)量。如果當(dāng)材料發(fā)生較大范圍的變形或斷裂，或者是一些特殊材料，高溫的環(huán)境，大型的工程面測(cè)量，應(yīng)變片對(duì)這些測(cè)量任務(wù)都無法勝任。

土木工程結(jié)構(gòu)測(cè)試布置多個(gè)應(yīng)變片

為了彌補(bǔ)應(yīng)變片的缺點(diǎn)，數(shù)字圖像相關(guān)（DIC）技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，這是一種測(cè)量物體表面應(yīng)變和變形的方法。該方法跟蹤物體表面散斑圖案的變形過程，計(jì)算散斑域的灰度值的變化，從而得到被測(cè)物表面的變形和應(yīng)變數(shù)據(jù)。

由于DIC技術(shù)具有光路簡(jiǎn)單、環(huán)境適應(yīng)性好、測(cè)量范圍廣以及自動(dòng)化程度高等諸多優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于土木工程、機(jī)械、材料科學(xué)、電子封裝等許多科學(xué)及工程領(lǐng)域。

對(duì)于一款測(cè)量?jī)x器來講，精度是非常重要的，通過與應(yīng)變片測(cè)試數(shù)據(jù)比較案例，DIC設(shè)備在應(yīng)用中的精度一目了然，新拓三維XTDIC測(cè)量系統(tǒng)對(duì)于材料力學(xué)研究試驗(yàn)，是一個(gè)很好的選擇。

新拓三維XTDIC采用高精度的數(shù)字圖像相關(guān)算法，為研究人員提供非接觸式動(dòng)態(tài)全場(chǎng)三維應(yīng)變及位移測(cè)量，在室內(nèi)室外均可使用，應(yīng)變測(cè)量范圍從0.005%—2000%，配合不同的圖像采集硬件，測(cè)量對(duì)象可以從幾m2到幾十m2，更大測(cè)量幅面也可定制，只要能通過拍攝獲取高質(zhì)量圖像，即可進(jìn)行精確的應(yīng)變與變形測(cè)量。

混凝土材料壓縮加載

為了研究混凝土結(jié)構(gòu)材料的壓縮力學(xué)性能，以保證其工程使用性能，改進(jìn)混凝土材料與結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，采用單軸壓縮試驗(yàn)測(cè)試其力學(xué)性能。

DIC測(cè)量VS應(yīng)變片測(cè)量

參數(shù)指標(biāo)：相機(jī)（500萬像素、35幀）、采集頻率3幀；同時(shí)與應(yīng)變片、試驗(yàn)機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，觀測(cè)偏差。

混凝土壓縮應(yīng)變場(chǎng)

XTDIC系統(tǒng)在與應(yīng)變儀相同的位置進(jìn)行對(duì)比測(cè)試，比對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)精度

導(dǎo)入應(yīng)變儀數(shù)據(jù)至XTDIC系統(tǒng)軟件，以時(shí)間軸為基礎(chǔ)與位移計(jì)數(shù)值進(jìn)行比較。

通過以上實(shí)驗(yàn)我們可以總結(jié)：

XTDIC系統(tǒng)可以獲得與應(yīng)變儀一致的應(yīng)變測(cè)量結(jié)果，且XTDIC系統(tǒng)能同時(shí)采集某一個(gè)點(diǎn)或者某一區(qū)域的各個(gè)方向的位移和應(yīng)變，這是應(yīng)變儀所不具有的測(cè)量?jī)?yōu)勢(shì)。

除此之外，XTDIC系統(tǒng)還可以應(yīng)用在哪些領(lǐng)域呢？

材料力學(xué)測(cè)試

煤巖土木結(jié)構(gòu)測(cè)試

工業(yè)制造應(yīng)用

XTDIC系統(tǒng)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

l   非接觸測(cè)量，不影響變形應(yīng)變過程測(cè)試

l   可直接測(cè)量全場(chǎng)應(yīng)變、位移、變形、形貌、振幅、振動(dòng)

l   測(cè)量范圍廣，為研究者提供海量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)可反復(fù)分析處理，以實(shí)現(xiàn)不同研究目的

l   操作簡(jiǎn)單，測(cè)試結(jié)果直觀形象，不受測(cè)試環(huán)境限制

l   數(shù)據(jù)采集可存儲(chǔ)，可追溯，可評(píng)估

l   可快速測(cè)量全過程變形，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)測(cè)量

l   可在各種復(fù)雜環(huán)境下測(cè)量