DIC技术用于背包肩带动态位移变化振动台模拟试验

妮子201812

当人背包在行走或奔跑时，背包跟随人体进行晃动，背包的运动幅度越大，其加速度的数值也就越大，大大增加了肩部压力。而且，当人在行走或奔跑过程中，背包不仅会上下晃动，还会左右晃动，书包运动摇晃产生的扭力会让脊椎左右拉扯，会加大背包者的不适感。
通过振动台模拟试验，模拟人在行走和奔跑状态下背包肩带晃动测试，评估背包的人体工学性能设计、稳定性和舒适度。采用新拓三维XTDIC-STROBE三维动态测量系统，对模拟试验过程进行图像采集，DIC软件分析得到肩带在运动过程中的三维位移、运动轨迹、速度、加速度等测试数据结果。
XTDIC-STROBE三维动态测量系统可提供不同帧速率级别方案，并且可根据试验应用场景进行配置。XTDIC-STROBE系统通过控制高速摄像机进行测试图像采集，跟踪并计算视场内每个数据点（像素子集）的形状、运动和应变。由于该数据是以三维方式计算的，因此可以直接测量平面外位移，获得X、Y、Z三个方向上的位移数据。

粘贴标志点测量模块
XTIDC-STROBE三维动态测量系统可以在三维坐标下，追踪离散的标记点(圆形或者蝴蝶结形)。在获取高质量图像采集的同时，轻薄的标志点不会影响背包肩带和力学响应行为，可精确测量Y方向上的离面运动。

振动台模拟实验布置
振动台模拟试验中，假人模型背负测试背包并扣好腰部扣带，采用振动台模拟人在行走和奔跑时运动状态，评估产品在复杂运动状态下的稳定性和摆动情况。
XTDIC-STROBE三维动态测量系统通过高帧率相机来拍摄肩带的运动全过程，获取肩带的三维位移数据，从而评估背包和肩带的设计是否能够减少运动中的晃动不适感和压力分布。

振动台模拟测试数据结果
在模拟奔跑时书包肩带的位移测试中，DIC技术通过追踪肩带上特制的编码点，通过高帧率相机采集图像，然后利用DIC软件进行计算，得到肩带在运动过程中的三维位移运动轨迹，分析振动台上下循环运动过程的关键位移数据，分析肩带在奔跑过程中的动态行为。符合人体工学的背包及肩腰带设计，能够明显降低对肩膀的压强，对脊椎的压迫越小。新拓三维XTDIC-STROBE三维动态测量系统用于背包模拟人行走及奔跑状态下的振动台试验，可测量肩带模型的三维动态位移及摆动数据，这对于设计更符合人体工程学的背包提供数据依据。新拓三维高速DIC技术可完整捕捉结构在瞬态冲击过程中的动态响应，搭配高帧率高速相机可捕获全视场数据，结合DIC软件分析全场位移、应变区域，数据直观、精准、可视化，在高速冲击、高速振动、高速变形、高速运动、高速旋转等领域取得了广泛的应用。这些成功的应用案例证明，高速DIC技术将在未来继续扮演重要角色，为科研工作者及工程技术人员提供可靠的测试试验数据，用于仿真分析验证及评估产品的力学响应和性能。