DIC测量技术在手机跌落瞬态变形测量中的应用

很多人都知道汽车碰撞测试，测试数据也是汽车安全性能的重要参考。但是，您知道吗，我们日常随身携带的手机，其实也是要做碰撞测试的。今天小编就给大家做一个手机黑科技科普吧！

随身携带的手机，一不小心就会掉到地上，你想知道手机跌落碰撞后的结果吗？手机的边框、屏幕，还有机身玻璃，跌落后会摔坏吗？

跌落测试是手机可靠性研究的重要内容。掌握手机跌落碰撞的动态变形规律，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。

手机跌落测试的难点

研究手机跌落碰撞过程中的变形，可通过研究碰撞瞬间过程中产品变形和应变数据实现，关键是如何准确、快速地获取这些数据。

过去，跌落碰撞测试大多采用数值模拟的方法，获取手机跌落的变形和应变数据。有限元模拟虽然成本低，但因材料参数及本构方程模拟条件的影响，模拟数据与实际情况存在一定差距。

手机跌落测试，无论是碰撞位置，还是跌落姿态都存在不确定性。由于发生碰撞的部位不确定性，这增加了应变测量难度。接触式测量方式，比如应变仪等无法进行全场测量，效率低，且因接触式测量的缺点，不能很好地适用于运动动态测量。

高速-数字图像相关法（DIC）技术

新拓三维XTDIC-STROBE三维动态测量系统，搭配高分辨率的高速数字相机，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-STROBE三维动态测量系统，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。

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。

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；

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。

应用案例一

折叠屏手机跌落试验

得益于独特的产品形态，更丰富的交互体验，折叠屏手机越来越火。价格不菲的折叠屏手机抗摔吗？

采用XTDIC-STROBE三维动态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。

应用案例二

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。高速相机向下倾斜以一定的角度拍摄跌落过程，使用光源正对物体，以便于拍摄最佳状态。

采用XTDIC-STROBE三维动态测量系统，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。

手机跌落是手机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，除了跌落分析，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。

今天的黑科技科普，小编就为大家介绍到这里，让我们一起关注科技产品背后不为人知的黑科技吧！