基于数字图像相关技术（DIC）的岩石断裂力学分析

行业：高校科研

项目：基于数字图像相关技术（DIC）的岩石断裂力学分析

方案背景

岩石断裂力学试验主要针对岩石在外力作用下发生的断裂和破裂，对岩石断裂机制、断裂形态、断裂强度、断裂韧度进行研究，为岩石工程设计，地质灾害预测、评估和防治、矿产资源开采优化、城市建设与地下工程施工等方面提供科学依据，对土木工程与地质工程领域具有重要意义。

数字图像相关（DIC）技术作为一种非接触式光学测量方法，可以在不影响试样力学性能的条件下，对试样表面变化的二维或三维坐标进行测量，实时跟踪材料表面的位移及应变，具有光路简单、抗干扰能力强、隔振条件要求低、适用范围广等优点，可与单个或多个相机结合，广泛用于各类材料的力学性能测试。

方案概述

数字图像相关（Digital Image Correlation，DIC）技术是一种通过对物体表面变形前后的两幅散斑图像进行相关分析，来获取物体表面变形场和应变场的光测方法。与其它的光学测量方法相比，DIC方法对光源没有限制，激光和白光均可，试件表面的散斑既可以是人工布设散斑、也可以是被测试件表面的天然纹理，分辨率可根据视场大小和相机分辨率自由调节，可使用一个相机来测量平面物体的面内位移及应变，也可将该方法与立体视觉技术相结合，使用两个或多个相机来测量物体表面三维的位移及应变场。

应用范围：材料试验、断裂力学、构件试验

精度：分辨率为测量视野的10^-5，应变分辨率为50个微应变

优点：光路简单、受环境影响小、隔振条件要求低

方案展示

大恒图像岩石断裂力学分析解决方案具体流程如下图所示，方案采用IDT高速相机实现材料断裂瞬间的精确捕捉，并利用TEMA高级运动分析工具对高速相机采集到的大量数据进行快速处理和计算，通过岩石试样表面散斑图案的运动与形变，得到岩石压断瞬间不同方向的位移与应变，并以伪彩图形式直观展示关于材料断裂机制、应力分布以及变形行为的相关数据，实现对岩石材料断裂瞬间的力学性能分析，为材料的设计和改进提供重要依据。

测试流程

系统内置镜头校正工具，用于校正高速相机的镜头畸变，可以获得精确的数据和可靠的测量结果。用户界面高效同步，参数或设置的改变将会直接体现在跟踪事件、更新结果和图形图表等所有部分。

系统搭建

不同时间试样裂缝状态

DIC软件分析

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