數字散斑測量系統為材料力學測試帶來了技術革新,其全場、非接觸、高精度的特性,正逐步填補傳統測量方法的短板。面對現存的挑戰,行業需從算法優化、環境適配、成本控制等維度發力,例如研發輕量化的圖像處理算法、設計抗干擾的測試環境裝置、推動設備國產化以降低成本。唯有如此,才能讓系統真正成為材料力學研究的通用工具,助力新材料研發、工程結構安全評估等領域實現更高水平的突破。?
在材料力學測試領域,傳統接觸式測量方法如引伸計、應變片等,長期受制于測點單一、易干擾試件變形等問題,難以滿足復雜工況下的高精度測試需求。數字散斑測量系統(DIC)憑借非接觸、全場測量的核心特性,成為近年來材料力學測試技術革新的核心方向,但其在實際應用中仍面臨諸多技術挑戰。?

系統的優勢首先體現在測量維度的突破。與傳統單點測量手段不同,該系統通過捕捉試件表面散斑圖案的位移變化,可實現全場、實時的應變與位移監測,無論是金屬材料的拉伸變形、復合材料的層間開裂,還是混凝土的微裂縫擴展,都能精準還原材料變形的完整過程,為分析材料失效機制提供了多方位的數據支撐。其次,非接觸式測量模式避免了傳感器與試件的物理接觸,既消除了接觸式測量對試件應力分布的干擾,也適用于高溫、高壓、高速沖擊等測試環境,拓展了材料力學測試的應用場景。此外,該系統的測量精度可達微米甚至亞微米級,遠超傳統應變片,能捕捉到材料早期的微變形,為研究材料的彈塑性階段特性、疲勞損傷演化等提供了更精準的數據基礎。?
然而,數字散斑測量系統在材料力學測試中的落地仍面臨多重挑戰。其一,數據處理的復雜度較高。全場測量產生的海量散斑圖像數據,需要依托高性能算法完成匹配、計算與分析,若算法精度不足或算力支撐不夠,易出現位移場、應變場的計算誤差,影響測試結果的可靠性。其二,環境因素的干擾難以規避。測試環境中的光照變化、振動、試件表面散斑制備質量等,都會直接影響圖像采集效果,例如散斑分布不均可能導致局部區域無法有效識別,降低測量的完整性。其三,成本與技術門檻限制了普及應用。高精度的數字散斑測量系統依賴高分辨率相機、專業圖像處理軟件及配套的標定設備,設備采購與維護成本較高,且操作人員需具備光學、力學、圖像處理等多領域知識,對中小型實驗室而言難以普及。?