Consumer Electronics

DIC technology is applied to mechanical testing and R&D of consumer electronics. It can measure the dynamic strain and deformation of components in service, evaluate the effects of loads such as compression, twisting, bending, dropping, and collision on components, analyze the mechanical properties of materials and structures, and provide designers with test data verification to optimize product design.

Durability testing (crash, fatigue, etc.)
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DIC digital image correlation for 3C mobile phone impact/fatigue durability testing

Date:2025-04-29

3C手机产品跌落疲劳测试是产品可靠性研究的重要内容。掌握手机跌落碰撞、循环加载疲劳的动态变形规律,可以优化产品结构,为产品材料选取提供数据依据,节约成本的同时,提升产品的抗冲击性能与耐用性。

新拓三维XTDIC-SPARK三维高速测量系统,基于高速数字图像相关DIC技术,直接控制两台高速摄像机进行图像采集,能够对手机跌落碰撞瞬态进行高速图像采集,可准确测量产品跌落下的位移、时速、姿态、应变力等数据。

高速数字相机可以拍摄高速跌落、冲击变形的动态图像,结合XTDIC-SPARK三维高速测量系统,,通过计算获得位移及变形信息,具有非接触、高精度全场测量等优点,可以实现对手机碰撞变形的动态监测与定量分析。

高速数字图像相关DIC技术用于手机跌落瞬态变形测量

跌落测量难点-改进匹配算法

数字图像相关法(DIC)分析手机跌落测试,要做到精准的应力应变测量,也有不少难题:

1、跌落时手机姿态不可控,较大角度的反转会造成散斑图像弱相关;

2、跌落会引起局部光强变化,导致较低的测量精度甚至匹配失败,过度翻转、遮挡,会导致不可测量。

3、调整跌落姿态,散斑图案面处于相机视野,也无法解决碰撞时手机翻转对散斑匹配造成的影响。

对于跌落测试的难题,新拓三维研发人员对相关计算方案和匹配方案进行了改进。

1、通过带两个未知参数的最小平方距离函数的计算方案,减少翻转等运动引起角度变化带来的光强波动的影响;

2、采用种子点匹配方法,进行顺序逐帧基准匹配,避免手机跌落翻转导致的匹配失败,提高变形场的完整度。

改进后的匹配方法精度,平均有效网格面片数量均有很大的提升,变形场完整度有较大的提高。

折叠屏手机跌落试验

采用XTDIC-SPARK三维高速测量系统,对折叠屏手机自由落体试验进行拍摄,在一定高度跌落后弹起,并对其跌落过程进行运动、位移、应变分析。

高速数字图像相关DIC技术用于手机跌落瞬态变形测量

直屏手机跌落试验

观测直屏手机跌落至地面的整个过程,包括手机掉落后弹起的过程。采用XTDIC-SPARK三维高速测量系统,测量分析手机运动速度、位移和应力参数变化。分析数据结果可帮助手机厂商优化产品结构设计,提高其抗冲击性能。

高速数字图像相关DIC技术用于手机跌落瞬态变形测量

新型材料构件疲劳失效测试

为研究复合材料工程构件服役过程中的应变演化行为,使用XTDIC三维全场应变测量系统对构件进行模拟测量,对试样在循环加载状态下进行实时测量,获取动载荷过程的位移、应变场数据。

数字图像相关DIC技术用于材料构件疲劳失效测试

DIC软件可优化外部触发锁相环功能,捕捉疲劳加载波峰、波谷,可自定义一个或多个相位多周期还原一个疲劳循环,支持长时间疲劳监测,实现全场疲劳加载测量。

数字图像相关DIC技术用于材料构件疲劳失效测试

数字图像相关DIC技术用于材料构件疲劳失效测试

金属棒料构件疲劳断裂测试

XTDIC三维全场应变系统可用于疲劳裂纹扩展试验中,通过DIC软件分析构件动态变形过程,研究裂纹演化及裂纹尖端区域位移和应变场的变化规律。

数字图像相关DIC技术用于金属棒料构件疲劳失效测试

在棒料载荷循环加载过程中,XTDIC三维全场应变测量系统实时获取棒料的全场应变和位移数据,准确测得应变最大区域,观察应力集中处的应变变化,以便于观察棒料的疲劳演化。

数字图像相关DIC技术用于金属棒料构件疲劳失效测试

数字图像相关DIC技术用于金属棒料构件疲劳失效测试

数字图像相关DIC技术用于金属棒料构件疲劳失效测试

手机跌落与疲劳测试,是3C行业在可靠性设计中所关心的最基本问题,新拓三维DIC应变测量技术在跌落、疲劳测试中已有成熟应用基础,多次获得客户认可,并在项目中收到良好的客户反馈。

另外,新拓三维DIC应变测量技术在手机芯片热膨胀、热变形翘曲;PCB板高低温变形、屏幕折叠变形,折叠屏幕棱边应变等方面都可以发挥价值。