DIC三维应变测量系统赋能复合材料应变局部化与裂纹演化研究

复合材料（如碳纤维增强树脂基复合材料）具有各向异性、非均匀性、多层结构等特点，其力学行为极为复杂，给传统测试方法带来巨大挑战：

各向异性与局部效应：力学性能随纤维方向变化巨大，且损伤（如纤维断裂、基体开裂、分层）往往从局部开始，传统应变片只能测量“点”的平均应变，无法捕捉全场梯度和局部奇异点。

多尺度损伤演化：损伤从微观（纤维/基体界面）萌生，发展到细观（层内裂纹），最终形成宏观破坏。需要一种技术能观测从弹性到失效的全过程。

面外变形与离面位移：复合材料层合板在受压或受冲击时极易发生屈曲、分层等三维变形，需要同时测量面内和离面的位移与应变。

非接触要求：复合材料试件有时尺寸较小、表面脆弱，或测试环境极端（高低温、高速），接触式传感器难以安装或会影响试件本身性能。

新拓三维DIC三维全场应变测量系统，可为材料和零部件静、动态测试提供高效的测量流程，以及强大的数据分析功能。它超越了传统“点”或“平均”测量的局限，提供从全场响应到细观局部损伤的完整数据。这不仅极大地提升了测试数据的丰富性和可靠性，更重要的是，它为深入理解复合材料的各向异性行为、损伤机理和失效模式提供了不可或缺的实验手段，是复合材料研发、质量控制和仿真验证领域的强大工具。

新拓三维DIC技术应用核心优势

全场测量核心优势。能够获得试件表面成千上万个点的位移和应变数据，直观显示应变集中区、载荷传递路径和各向异性导致的复杂应变场。

三维应变测量：双相机立体视觉系统可以同三维位移与应变，这对于观测屈曲、翘曲、分层等三维变形至关重要。

高空间分辨率：能够识别微小的局部应变变化和损伤起始点，是研究损伤萌生与演化机制的利器。

非接触与高环境适应性：只需在试件表面制作散斑图案，对试件无附加质量或刚度影响。可在高低温箱、湿度箱、高速加载等环境下使用。

动态测量能力：配合高速相机，可以捕捉冲击、疲劳裂纹扩展等动态过程。

复合材料DIC力学测试应用

新拓三维XTDIC三维全场应变测量系统，在复合材料力学测试中的应用，具有独特的优势，它可直接测量任何形状（包括复杂的平面和曲面）上的全场应变。

DIC技术可实现全场测量，清晰地可视化应变梯度、峰值区域和不均匀变形，精确定位复合材料层间剪切断裂、纤维断裂、分层等局部损伤的发生位置和演化过程；分析纤维束在基体中的变形协调；研究织物复合材料的起皱、剪扩等变形模式。

拉伸/压缩、剪切、弯曲测试：测量不同铺层角度试件的全场泊松比、弹性模量，观察非均匀应变分布和边缘效应，精确测量剪切模量和剪切应变场。

损伤起始与演化：实时观测基体开裂、纤维断裂、界面脱粘的起始位置和扩展路径。应变集中区往往是损伤的前兆。

分层韧性测试（如DCB、ENF、MMB试验）：精确测量裂纹尖端张开位移和应变能释放率分布，是研究分层扩展行为的标准方法。

疲劳测试：监测疲劳过程中应变场的累积变化和损伤扩展，预测疲劳寿命。

另外，新拓三维DIC技术通过解算真实的三维位移和应变，提供复合材料复杂结构及整个曲面（或其可视部分）的应变场，可捕捉加载过程中的动态变形和瞬态行为。

编织复合材料力学性能测试

XTDIC三维全场应变测量系统，能够直观、完整地描绘出应变集中区域、应变梯度变化以及不同铺层方向或材料区域间的应变差异，对于评估编织复合材料结构的完整性、失效风险和优化设计至关重要。

复杂结构复合材料力学性能测试

DIC技术可直接测量任何形状（包括复杂的平面和曲面）上的全场应变，获得非常详细的应变分布图，分析不同对角处线应变，复材结构薄弱位置关键点之间位移变化。通过揭示应变在曲率方向上的变化规律，这对于非规则复合材料试样的变形至关重要，

X方向&Y方向位移云图

不同对角处拉伸线应变&点-点距离位移分析曲线

复合材料高应变率载荷测试

复合材料在高应变率加载下的塑性或延性退化，日益成为科研关注的焦点。使用XTDIC-SPARK三维高速测量系统，控制高速摄像机采集图像，可分析材料在高速拉伸过程中的瞬态位移场、应变场，清晰呈现复合材料在高速拉伸冲击荷载下的瞬态变形和脆裂破坏机理。

复合材料高温拉伸测试

DIC三维全场应变测量系统，通过解决高温环境下散斑材料融化以及红光干扰抑制问题，支持2000度高温环境下的复合材料力学性能测试。通过分析高温环境下复合材料的拉伸应力-应变响应特性，揭示了高温环境下材料的损伤演变过程和主要失效模式。

碳碳复合材料600度高温拉伸

新拓三维XTDIC三维全场应变测量系统，为复合材料复杂结构、多介质环境以及不同应变速率下的力学性能表征，提供了一种强大、灵活且高精度的测量方案。它克服了传统方法在处理复杂力学特性及测试环境下的诸多限制，能够更准确、全面地揭示复合材料在实际载荷下的真实变形行为，对于材料设计、结构优化和失效分析具有不可替代的价值。