公司资讯 - 千眼狼

高速DIC在裂纹扩展与振动模态测量中的应用

第七届动力学、振动与控制国际会议于2026年10月23日至26日在广西桂林举行。会议围绕非线性振动、转子动力学、航空航天动力学和动态环境试验等方向展开交流。对这些研究而言，实验测量既要记录快速变化的响应，又要辨认变形发生在结构的什么位置。裂纹附近的应变局部化、旋转叶片的振动形态以及薄板受冲击后的局部变形，均需要时间与空间相对应的观测数据。

高速摄像机记录表面图像序列，数字图像相关技术（Digital Image Correlation，DIC）利用散斑或可跟踪纹理求解可见表面的位移场，并在满足分辨率、标定和相关质量要求时计算应变场。双目高速DIC还可测量可见表面的面外位移。

千眼狼（Revealer）携高速摄像机与高速DIC测量系统参展，围绕动态断裂、振动模态和冲击测试中的非接触测量方法开展技术交流。

裂隙岩体的裂纹扩展与全场应变

裂隙岩体稳定性控制是边坡加固与隧道工程的核心难题，注浆加固是提升此类岩体力学性能的关键手段。裂隙岩体在静动态载荷下的拉伸断裂机制及微裂纹演化规律尚缺乏对注浆后岩体变形全场演化的高时间分辨率观测。传统点式应变测量难以捕捉局部化的裂纹萌生与扩展过程中的非均匀变形与应变局部化特征，成都理工大学科研团队引入千眼狼（Revealer）数字图像相关（DIC）技术与AE同步监测系统，针对环氧树脂注浆裂隙花岗岩开展不同裂纹倾角下静态与动态巴西劈裂对比试验，从全场变形可视化角度解析环氧树脂注浆的增韧机理。

图1-基于DIC计算得到的不同倾角试件峰值荷载前、峰值荷载后全场应变云图

针对连续图像中的裂纹跟踪，千眼狼（Revealer）研发一种基于稀疏光流算法的DIC时序裂纹检测方法。该方法通过设定参考帧、计算像素位移、插值变形、差值计算、裂纹提取、裂纹排序及端点和张开角度计算等步骤，能够智能、高效、精确地识别图像中的裂纹。

图2-DIC时序裂纹检测效果示例：从左至右依次为参考帧，当前帧，差分帧（裂纹高亮处理），当前帧计算结果。

旋转叶片的振动响应与模态识别

航空发动机叶片的弹性振动叠加在整体转动上，转频及其倍频也会出现在响应频谱。在一项发动机叶片试验中，采用两台千眼狼（Revealer）NEO25高速摄像机以1280×1024像素、25,000 fps采集叶片散斑图像，分别记录3250、6114和6400 r/min三种转速工况。采集后，利用双目高速DIC计算叶片不同位置的三维位移时程，并对整体转动分量进行补偿；再比较各工况的频率成分和对应的空间位移分布，判断观测到的是弯曲、扭转还是局部振动响应。这样，三种转速对应的不只是三组影像，而是可与仿真结果对照的频率和振动形态证据。

图3-6114 r/min工况下的叶片位移时程和频谱，标示约1425 Hz响应峰

图4-6114 r/min工况的叶盘散斑图像、测区分割及位移重建示例

屏幕落球冲击中的三维表面测量

落球冲击时，落球可能遮挡手机屏幕正面的接触区。试验采用千眼狼（Revealer）S1315M高速摄像机，以1280×1024像素、10,000 fps记录冲击过程；三维DIC从屏幕背面测量，避免正面遮挡影响被测区域。落球工况下，背面合位移在撞击区域的投影附近呈近环状分布，测量中心附近最大合位移约0.179 mm，对应第一主应变约672 με。高速DIC在此提供的不仅是中心位移值，还包括冲击影响区及其周围的变形分布，可供薄板动力学模型作表面场对照。

第二种工况采用尖端工具对屏幕施加准静态按压。背面云图显示，合位移和第一主应变集中于按压点附近；中心最大合位移约0.079 mm、峰值第一主应变约1054 με。与落球冲击相比，这一工况的最大位移较小，局部主应变却较高。两种载荷下位移峰值与应变热点的不同表现，说明只看单个最大位移值会遗漏局部化信息，三维DIC全场测量因而有助于比较不同加载方式产生的空间响应。