汽車輕量化，已成為汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。實(shí)現(xiàn)汽車輕量化主要從材料、結(jié)構(gòu)、工藝入手，對(duì)于各種輕量化材料和結(jié)構(gòu)件的力學(xué)性能測(cè)試非常關(guān)鍵。

數(shù)字圖像相關(guān)法（DIC）作為一種非接觸全場(chǎng)形變測(cè)量技術(shù)，正成為汽車產(chǎn)業(yè)中測(cè)量位移應(yīng)變的可靠手段。其通過對(duì)變形過程中散斑的追蹤與關(guān)聯(lián)，獲取材料和構(gòu)件的全場(chǎng)應(yīng)變數(shù)據(jù)。

新拓三維XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)，可以測(cè)量材料和部件力學(xué)性能，記錄各類輕量化材料和結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變形過程，可滿足汽車材料和結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果驗(yàn)證。

輕量化材料力學(xué)測(cè)試

車輛輕量化，通過使用更輕或更強(qiáng)的材料，其中主要包括碳纖維、鋁合金、鎂合金、鈦合金、工程塑料、復(fù)合材料和高強(qiáng)度鋼等。

采用XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)對(duì)材料力學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試，以改造和代替原本的車身材料，進(jìn)而優(yōu)化車輛的制造工藝，在不影響性能的地方進(jìn)行偷輕等。

碳纖維三點(diǎn)彎曲力學(xué)測(cè)試

相對(duì)于高強(qiáng)度鋼、鋁鎂合金等輕量化材料，碳纖維復(fù)合材料有高比強(qiáng)度、比剛度、耐疲勞及耐腐蝕特性，具有更高的輕量化潛能。

采用XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)，對(duì)碳纖維復(fù)合材料進(jìn)行三點(diǎn)彎曲加載實(shí)驗(yàn)，分析碳纖維復(fù)合材料在三點(diǎn)彎曲受力下的分層區(qū)域應(yīng)變情況，獲得相應(yīng)的彎曲性能參數(shù)，為后續(xù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供所需的力學(xué)性能參數(shù)。

橡膠材料拉伸力學(xué)測(cè)試

汽車輕量化路線，非金屬材料在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用，主要是橡膠以及塑料，并且這些輕量化材料在汽車市場(chǎng)存在巨大的增長(zhǎng)空間，特別是內(nèi)飾件、座椅、保險(xiǎn)杠等。

橡膠材質(zhì)一般變形量大，傳統(tǒng)變形測(cè)量手段量程小，采用XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變系統(tǒng)對(duì)橡膠材料抗拉性能進(jìn)行測(cè)試，獲取其在拉伸過程中應(yīng)變參數(shù)，以便于從材料設(shè)計(jì)和仿真優(yōu)化去提升材料輕量化設(shè)計(jì)。

鋁合金板材成形極限測(cè)試

鋁合金質(zhì)量輕，通過加工硬化或熱處理提高強(qiáng)度，可實(shí)現(xiàn)高的強(qiáng)度-重量比，被廣泛應(yīng)用于汽車領(lǐng)域輕量化技術(shù)，可滿足保持結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，部件延展性能的需求，對(duì)于鋁合金極限成形性能的探索，有助于鋁合金在汽車輕量化中的應(yīng)用。

運(yùn)用XTDIC-FLC板材極限成形測(cè)量系統(tǒng)，可對(duì)鋁合金進(jìn)行成形極限測(cè)試，獲得板料任意時(shí)刻任意位置的主、次應(yīng)變，采用橫截面應(yīng)變分析方法計(jì)算極限應(yīng)變，輸出板材真實(shí)的成形極限圖，便于與預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比分析。

輕量化結(jié)構(gòu)件力學(xué)測(cè)試

汽車車身作為汽車的骨架結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)的前提是保證車身的強(qiáng)度，保證乘客的駕駛安全，而不是為了輕量化而放棄車身強(qiáng)度，置乘客安全于不顧。

采用XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)對(duì)結(jié)構(gòu)件進(jìn)行力學(xué)測(cè)試，如材質(zhì)變化、料厚變化、牢固度變化，通過測(cè)試數(shù)據(jù)分析車身剛度、強(qiáng)度、零件的成形性。

鋁合金焊接變形測(cè)試

鋁合金線膨脹系數(shù)大，同時(shí)凝固收縮率也高，因此焊接形成的應(yīng)力會(huì)引起接頭的較大變形，經(jīng)常不能滿足產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求，精準(zhǔn)預(yù)測(cè)和控制鋁合金薄板構(gòu)件的焊接殘余應(yīng)力和變形，是焊接工程的重要課題。

通過XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)，通過實(shí)驗(yàn)方式對(duì)鋁合金薄板在不同熱輸入條件下的焊接全場(chǎng)變形，進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量，分析焊接過程中關(guān)鍵點(diǎn)、典型截線位移應(yīng)變，以揭示鋁合金薄板焊接變形機(jī)理。

汽車拼焊件牢固度測(cè)試

拼焊件是將幾塊不同強(qiáng)度、不同厚度的鋼板焊接成一塊，以滿足汽車零部件不同部位對(duì)材料性能不同要求的焊板，它可減輕零件重量，減少零件數(shù)量，以及增強(qiáng)結(jié)構(gòu)功能，在汽車制造業(yè)中應(yīng)用廣泛。

將拼焊板分為焊縫區(qū)、熱影響區(qū)和母材區(qū)，利用XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量拼焊板在拉伸過程中表面的全場(chǎng)主次應(yīng)變值。通過焊縫區(qū)頸縮時(shí)的主、次應(yīng)變值，即可根據(jù)公式算出焊縫的硬化指數(shù)。

拼焊板試件分區(qū)CAD示意圖

利用DIC測(cè)得拼焊板拉伸試件頸縮時(shí)危險(xiǎn)點(diǎn)處橫截面沿垂直焊縫的主、次應(yīng)變值，根據(jù)計(jì)算可以得到焊縫的硬化指數(shù)。

拼焊板各區(qū)域材料參數(shù)

汽車的輕量化，是保證汽車的強(qiáng)度和安全性能的前提下，盡可能地降低汽車的整備質(zhì)量，是新車開發(fā)必須考慮的因素。而借助XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)，以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方式驗(yàn)證計(jì)算機(jī)模擬，可以有效較少研發(fā)過程中的工作量和試驗(yàn)費(fèi)用，有助于汽車輕量化材料合結(jié)構(gòu)件的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。