高温环境下新拓三维DIC技术与视频引伸计的典型应用

材料与结构的高温热机械响应表征，是金属成型、核能、航空航天及发动机工业的核心需求，直接决定热防护构件损伤预警与服役寿命评估精度。NASA（2024年技术报告）显示，65%飞行器事故源于热结构力学模型失真；而高温工况下多重不确定性导致传统数值方法精度不足，高精度实验表征需求迫切。

数字图像相关（DIC）技术凭借非接触、全场测量、环境适应性强的优势，可跟踪高温下材料瞬态变形，是高温实验核心工具。新拓三维XTDIC三维全场应变测量系统/视频引伸计基于机器视觉及DIC算法，是非接触式高精度实时测量设备，通过优化光学系统、滤光片、激光对焦等技术抑制高温干扰，适配传统引伸计受限场景，性能稳定可靠。

高温环境测试挑战及方案

非接触测量在高温环境下面临三大核心挑战，新拓三维针对性给出高温变形测量解决方案：

（一）热辐射干扰：提升图像信噪比

温度＞600°C时，物体热辐射指数增长导致白光成像失效。新拓三维采用蓝光主动照明+窄带滤波系统抑扰，NIST（2023年报告）验证：450nm蓝光比红光热辐射穿透率低40%，大幅提升图像对比度，保障测量精度。

（二）热流扰动：消除光学畸变

高温下空气折射率梯度引发图像畸变，《光学学报》证实1200°C时未防控图像偏移达30像素。新拓三维采用“惰性气体填充/真空环境（残压≤0.1Pa）+双向视觉修正”双重策略，《实验力学》验证可使测量精度提升90%。

（三）散斑失效：解决氧化脱落与变色问题

常规散斑涂料800℃以上易氧化，1500℃出现蜕化。新拓三维专用高温涂料（复合粉末+水解液配比），弹涂固化后耐高温、不脱落，保障测试顺利进行。

DIC技术在高温环境下典型应用案例

1000°C以上高温焊接变形测试

采用新拓三维耐高温特制散斑+高分辨率DIC相机，即便散斑轻微劣化，仍能保障DIC算法精准运算，确保焊接变形测量精度。

高温焊接薄板应变场与位移场分布图（注：清晰呈现焊缝周边变形规律）

高温焊接薄板应变场&位移场

DIC实测与有限元仿真数据对比图（注：趋势一致，偏差≤5%，验证可靠性）

DIC实测数据与有限元对比趋势基本一致

复合材料高温拉伸测试

复合材料广泛应用于发动机关键防热构件，工作温度1500～2500℃。新拓三维DIC技术采用超短曝光+高功率蓝光光源+滤波片，有效抑制热辐射，确保图像质量。

碳碳复合材料高温拉伸测量

新拓三维视频引伸计高温典型应用案例

特制碳纤维复合材料高温压缩测试

800℃~1200℃压缩试验中，采用新拓三维灰白色高温胶制斑、同轴光照明系统，解决光路受阻、散斑剥离问题，清晰采集散斑特征。

同轴光优势验证：

左：常规光源饱和失效

右：新拓三维同轴光清晰识别散斑

采用新拓三维XTDIC-VG视频引伸计软件，实时计算三维位移、精准测量挠度，建立曲率模型，揭示纤维/基体界面弱化规律。

挠度与曲率变化曲线图

特制碳纤维复合材料高温拉伸测试

1000℃以上拉伸、蠕变试验中，新拓三维单目视频引伸计适配狭小炉窗，搭配高温耐久散斑及滤光补光技术，实时采集分析位移应变数据。

新拓三维单目视频引伸计

通过XTDIC-VG软件，分析变形与应变局部化带，捕捉断裂前应变场，验证基体主导失效机制，彰显新拓三维设备的精准性与可靠性。