数字图像相关（DIC）技术在土木行业的部分应用

土木工程在国民经济和社会发展中具有极其重要的地位和作用，如何提升工程结构的综合性能一直是行业关注的重点。优秀的测量技术对于土木工程领域内大量的结构分析和材料性能测试具有重要意义。DIC（数字图像相关）技术不同于传统单点式测量方式，以其非接触、全场测量、高精度等优点，在土木工程领域应用广泛。

研索仪器科技（上海）有限公司的VIC-3D非接触全场变形测量系统，是来自于全球DIC理论与技术的原创者和领导者——Correlated Solutions公司的科研级DIC测量解决方案，40多年的深耕，造就了VIC-3D系列解决方案卓越且领先于行业的高精度、高稳健性、环境适用性、功能扩展性和极高的计算效率，已在土木工程领域有许多成功的应用案例。

沥青混凝土三点弯变形测量

试验目的：观测其变形过程，并探究不同温度下的断裂行为

温度为0℃下的断裂情况

温度为25℃下的断裂情况

大尺寸混凝土梁裂纹扩展试验

• 3点弯曲加载混凝土梁DIC

• 结果可精确显示1μm 裂缝

小裂纹扩展疲劳试验

大到100m以上的宏观尺度，小到纳米尺度，研索仪器VIC-3D非接触全场测量系统均能给出高精度的解决方案。 

剪力墙试验

本次试验所使用的剪力墙整体为宽2m高4m的钢筋混凝土墙，通过推-压-推的疲劳加载，经过多个工况，来查看剪力墙的变形情况。

双层柱双柱模型振动试验

混凝土压缩试验

沥青骨料蠕变试验

基于断层图像数据的体应变测量

VIC-Volume利用来自X射线或CT扫描仪等断层扫描设备的体积图像来测量施加载荷下试件的内部变形。

橡胶混凝土体应变分析

上面的动画显示了受压缩的橡胶圆盘的内部应变（Ezz）。可以将体积应变(内应变)数据作为体积或单个数据切片进行查看，分析或提取。通过该技术，内部压缩应变可以清楚地看到。 

DIC试验与FEA仿真数据双向互通

巴西劈裂仿真模拟

悬置疲劳寿命仿真模拟

研索仪器的VIC-3D非接触全场变形测量系统可实现全部DIC数据导出到FEA平台，并提供与FEA一致的数据形式，同时试验可为仿真提供同等密度的数据信息。Abaqus有限元分析软件则可以对各种复杂的结构行为进行模拟，以提升土木工程实际施工和运维工程中的安全性，并对可能存在的隐患做出预防和控制。 

应用范围

• 土木与岩土材料实验

• 大型结构强度的动静态性能评价

• HopkinsonBar/轻气炮冲击实验

• 结构爆炸与冲击的毁伤、防护实验

• MEMS动态实验

• 高分子、橡胶类材料大变形静/动态实验

• 硬/脆性材料小应变静/动态实验

• 复合材料/生物材料的静/动态实验

• 常温/高温振动实验(模态）

系统性能

研索仪器VIC-3D非接触全场应变测量系统可直接测量全场应变、应力、位移、变形、形貌，广泛应用于各类力学试验、疲劳及可靠性试验等，无论微纳级至千米以上尺度均可测量。

• 应变测量精度: 3D≤20με；2D≤10με；点对点≤5με

• 应变测量范围: 0.005%~≥2000%；应变测量系统噪音3D≤20με

• 测量尺度范围: nm 至 >100m

• 处理速度: 1,000,000个3D数据点/秒/CPU(峰值2,000,000点),AMD锐龙9

• 位移精度: ≤0.01mm

• 3D应变测量噪声: ≤20με

• 温度适用范围: -100℃ 至> 1900℃

• 振幅灵敏度: ≤20nm