VIC-3D高空间分辨率DIC系统在增材制造复杂结构中的应用
在材料力学性能评估中，应变测量是核心环节。面对诸如负泊松比超材料等复杂结构，传统的接触式测量方法往往力不从心。
本文将探讨数字图像相关法（DIC）技术中的空间分辨率与精度如何成为解析这些材料微观变形的关键，并通过增材制造的负泊松比材料拉胀测试与点阵材料压缩测试两个典型案例，展示其在前沿科研与工程中的强大能力。
案例一：负泊松比材料拉胀测试
负泊松比材料在受拉时，横向并非收缩而是膨胀，表现出独特的“拉胀”效应。这种反常行为源于其内部精密的铰链、顶点等微观结构拓扑设计。要理解其宏观力学行为，必须精确量化微观单元在载荷下的微小变形。
增材制造负泊松比材料
试验配置：
· 视场(Field of view): 16mm x 14mm
· 景深 (Field of depth): 3mm
· 分辨率 (Resolution): 6.9 µm/px
通过VIC-3D Professional专业版DIC系统高空间分辨率配置，研究人员在测量过程中能够可视化观测每个顶点、铰链的力学行为，从而精确量化局部应变场。
试验结果：
该试验最终获得的位移U、V分量以及应变e1、e2变化云图如以下视频所示。
负泊松比材料拉胀测试-位移U、V分量
负泊松比材料拉胀测试-应变e1、e2
VIC-3D Professional专业系统可提供全场、高精度的形状、位移与变形测量。通过专门为数字图像相关法（DIC）制定的 VDI-2626 指南中概述的简单流程，可针对特定测量设置确定其测量极限。
本案例显示了主应变 e1 和 e2。在存在局部高应变峰值的情况下，除了优异的信噪比（SNR）和 VIC 系统标定外，高空间分辨率可能是实现峰值应变测量精度的关键。视频由 isi-sys 在 VIC iris 工作空间内生成。
案例二：点阵材料压缩测试
点阵材料通过微小的杆件在三维空间构成周期性网络，以实现极高的比刚度、比强度及优异的能量吸收能力，广泛应用于航空航天、生物医疗等领域。
点阵材料的失效往往始于局部杆件的屈曲或断裂。预测其整体压缩性能，关键在于观察载荷是如何通过节点传递、杆件是如何协同变形乃至失稳的。
点阵材料
这种“宏观尺寸、微观特征”的特点要求DIC系统不仅能看清单个杆件，还能同步捕捉全场变形。本试验使用VIC-3D 12.3MP 系统（1230万像素）来完成测试。
点阵材料压缩测试-试验设置
试验结果：
该试验最终获得的压缩与回弹过程中离面位移W随时间变化的云图和曲线、以及主应变e1、次主应变e2随时间变化的云图和曲线如视频所示：
压缩与回弹过程中离面位移W随时间变化云图和曲线
压缩与回弹过程中应变e1、e2随时间变化云图和曲线
高光学分辨率结合适宜的散斑尺寸与密度，不仅能解析空间应变分布（如案例一所示），更能显著提升应变峰值测定精度。这是因为相较于峰值应变应变分布，子集尺寸与应变滤波器尺寸（以像素尺度计）在绝对尺度上进一步缩小。
这一特性同样适用于应变计尺寸，因其并非点状应变测量装置，而是沿长度方向进行积分测量。上图中放大至VIC软件的像素尺寸范围，展示了一个采用Blue-Falcon系统的高端应用案例。
灰色方块（其中两个标记为绿色）对应单个像素的强度值，覆盖面积为1.83μm²。可见散斑直径范围在3至8像素之间。红色与黄色方块则标示更大视野下的像素尺寸（放大倍率1:7和1:14），该视场下散斑将无法分辨。
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