デジタル画像相関法ソフトウェア DIC Dipp-Strain

dic_dipp-strain_DIC-ステレオ__ノートPC_V01

デジタル画像相関法DICソフト DIC Dipp-Strain

Stereo-DIC Dipp-Strain(3次元)
2D-DIC Dipp-Strain(2次元)

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材料の変形を、“面”で捉える。
DIC Dipp-Strainは、カメラで撮影した画像から材料表面の変位・ひずみ分布を非接触で計測するデジタル画像相関法(DIC)ソフトウェアです。
カメラ1台で面内変位を計測する「2D-DIC」と、カメラ2台で3次元変位を計測する「Stereo-DIC」に対応。材料試験から高速現象まで、撮影条件に合わせた計測システムを構築できます。

画像から、ひずみ・変位を面で計測

試験片表面に形成したランダムパターンを撮影し、変形前後の画像を比較することで変位を算出します。点計測では捉えにくい局所的なひずみ分布も、面として確認できます。

dic_dipp-strain_DIC-ステレオ_主ひずみ_V01

非接触で変位・ひずみを計測
試験片にセンサーを取り付けず、画像から変位・ひずみ分布を算出。

dic_dipp-strain_DIC-2D_コースター破断_主ひずみε1ライン_V01

ひずみの変化をグラフ表示
解析結果と時系列グラフを同期して確認。

解析結果をCSV出力
変位・ひずみなどの数値データを出力し、CAEとの比較などに活用。

計測対象に合わせて選べる2D-DIC/Stereo-DIC

項目

2D-DIC

Stereo-DIC

カメラ

1台

2台

主な計測

面内変位・ひずみ

3次元変位・ひずみ

キャリブレーション

画像距離指定

チェッカーボード

向いている対象 引張・圧縮など主に面内変形 面外変位・立体形状を伴う変形

2D-DIC

カメラ1台で、面内の変位・ひずみを計測
面内方向の変位・ひずみを評価する場合に適した構成です。カメラ1台で構成でき、Stereo-DICよりシンプルにDIC計測を始められます。

Stereo-DIC

カメラ2台で、3次元変位まで計測
2台のカメラで対象をステレオ撮影し、表面の3次元変位を算出します。面外方向の変形を伴う材料試験や振動計測などに適しています。
2D-DIC導入後にStereo-DICへアップグレードすることも可能です。
※別途アップグレード費用が必要です。

DIC Dipp-Strainによる解析事例

PETの引張試験|ひずみ分布を面で計測

撮影協力|東京工業大学 宍戸・久保研究室  赤松 範久先生

PET試験片の引張過程を撮影し、デジタル画像相関法(DIC)でひずみ分布を解析した事例です。試験片表面のランダムパターンを追跡することで、変形に伴うひずみの広がりを面で確認できます。

使用機材:ハイスピードカメラ k8-USB/2D-DIC Dipp-Strain

スピーカー振動|周波数によるひずみ分布の違いを比較

2台のハイスピードカメラを使用したStereo-DICにより、スピーカー振動板の変形を3次元的に計測した事例です。100Hz、200Hz、1kHzでの振動を比較し、周波数によるひずみ分布の違いを確認しています。

使用機材:ハイスピードカメラ k5(2台)/Stereo-DIC Dipp-Strain

材料が壊れる瞬間|21,000fpsの高速撮影からひずみを解析

材料が破壊する瞬間を21,000fpsでハイスピード撮影し、時系列画像からひずみ分布を解析した事例です。亀裂の進展に伴って、ひずみがどのように変化するかを確認できます。

使用機材:ハイスピードカメラ Phantom VEO series/2D-DIC Dipp-Strain

DIC Dipp-Strainの特長

既存のカメラを活用した計測環境を構築
撮影条件に適したカメラ画像を使用してDIC解析が可能です。既存カメラの活用を含め、計測対象や撮影速度に合わせたシステムを構築できます。


日本語インターフェース
ソフトウェアは日本語表示に対応。解析条件の設定から結果確認まで、日本語画面で操作できます。


複数PCで利用できるUSBライセンス
ソフトウェアのインストール台数に制限はなく、USBライセンスを接続したPCで使用できます。撮影用PCとは別に解析用PCへインストールするなど、運用に合わせた使い分けが可能です。


2D-DICからStereo-DICへアップグレード
2D-DIC導入後に、Stereo-DICへアップグレードできます。計測内容の拡張に合わせてシステムを発展させることが可能です。

引張・圧縮・振動など幅広い試験に対応

dic_dipp-strain_金属曲げ_V01

材料試験
引張、圧縮、曲げ、疲労、熱膨張など、材料の変形に伴うひずみ分布を計測。

dic_dipp-strain_金属表面_V01

材料強度評価
金属、樹脂、CFRPなど、さまざまな材料の変形・ひずみを比較。

dic_dipp-strain_工事中建物_V01

破壊・振動・衝突試験
ハイスピードカメラと組み合わせ、時間とともに変化する高速な変形現象を解析。

dic_dipp-strain_PC操作_CAE_V01

CAEとの比較検証
実測した変位・ひずみデータを、シミュレーション結果の検証に活用。

撮影からひずみ解析までの計測フロー

DIC Dipp-Strainでは、試験片表面のランダムパターンを撮影し、変形前後の画像を比較することで変位・ひずみを算出します。
ここでは、カメラ2台を使用するStereo-DICによる引張試験を例に、計測の流れをご紹介します。

01 パターン形成 → 02 カメラ配置 → 03 キャリブレーション → 04 撮影 → 05 DIC解析

01|試験片にランダムパターンを形成

dic_dipp-strain_DIC-2D_テストピース_原理説明_V01

パターン形成前

dic_dipp-strain_DIC-2D_塗布完了テストピース_原理説明_V01

ランダムパターン形成後

試験片表面に、DIC解析で追跡するためのランダムパターンを形成します。対象物や撮影倍率に合わせて、解析しやすい大きさ・密度のパターンを用意します。

02|2台のカメラを配置

Stereo-DICでは、試験片を異なる方向から撮影できるように2台のカメラを配置し、同期して撮影します。2方向から取得した画像を使用することで、3次元変位を計測します。

※2D-DICではカメラ1台で計測します。

03|チェッカーボードでキャリブレーション

dic_dipp-strain_DIC-ステレオ_キャリブレーションの様子_V01
dic_dipp-strain_DIC-ステレオ_連続自動抽出_V01

寸法が既知のチェッカーボードを撮影し、2台のカメラの位置関係を算出します。DIC Dipp-Strainの「連続自動抽出機能」により、チェッカーボードの交点認識をサポートします。

04|試験中の変形を撮影

dic_dipp-strain_DIC-ステレオ_2画面_元の状態_V01

テストピース(実写画像)※元の状態

dic_dipp-strain_DIC-ステレオ_2画面_引っ張った状態_V01

引っ張った状態

ランダムパターンを形成した試験片を、変形前から変形後まで連続して撮影します。引張・圧縮・振動・破壊など、対象となる現象の速さに合わせて撮影速度を設定します。

05|変位・ひずみを解析

dic_dipp-strain_DIC-ステレオ_微小ひずみ せん断ひずみ成分γxy_V01

微小ひずみ せん断ひずみ成分γxy

dic_dipp-strain_DIC-ステレオ_微小ひずみ_主せん断ひずみγ1_V01

微小ひずみ 主せん断ひずみ成分γ1

dic_dipp-strain_DIC-ステレオ_微小ひずみ 主ひずみε2_V01

微小ひずみ 主ひずみε2

dic_dipp-strain_DIC-ステレオ_微小ひずみ 垂直ひずみ成分εy_V01

微小ひずみ 垂直ひずみ成分εy

撮影した時系列画像からランダムパターンの移動量を求め、変位を算出します。算出した変位からひずみ分布を求め、カラーコンターやグラフで変形の大きさ・分布を確認できます(解析データはCSV形式でも出力できます)

※2D-DICではカメラ1台で撮影し、主に面内方向の変位・ひずみを計測します。
Stereo-DICのような2台のカメラを用いたステレオキャリブレーションは必要ありません。

透明材料をマーカーレスで計測する「シュリーレンDIC」

フィルム・ガラス・透明樹脂などでは、表面へのランダムパターン形成が難しい場合があります。シュリーレンDICでは、透明材料内部の屈折率分布による模様をシュリーレン法で可視化し、その模様をDIC解析のパターンとして利用します。表面へランダムパターンを塗布せずに、透明材料の変形を計測できます。

透明フィルムの引張

透明フィルム内部の光学的なムラをシュリーレン法で可視化し、その模様の変化をDICで解析します。

dic_dipp-strain_フィルム引張_V01

フィルムを引っ張った様子

dic_dipp-strain_フィルム_シュリーレン_V01

シュリーレン法で可視化 ※フィルム内部の”ムラ”が観測できる

dic_dipp-strain_DIC-2D_フィルム引張_微小ひずみ・垂直ひずみ_V01

微小ひずみ 垂直ひずみ成分εy

dic_dipp-strain_DIC-2D_フィルム引張_対数ひずみ・主せん断ひずみ_V01

対数ひずみ 主せん断ひずみγ1

透明樹脂の圧縮

透明樹脂内部のムラを可視化し、圧縮に伴う変化をDIC解析することで、ひずみ分布を確認します。

dic_dipp-strain_透明樹脂_圧縮_V01

透明な樹脂材料を圧縮する様子

dic_dipp-strain_DIC-2D_透明樹脂_元画像_V01

シュリーレン法で可視化 ※樹脂内部の”ムラ”が観測できる

dic_dipp-strain_DIC-2D_透明樹脂_ 微小ひずみ・せん断ひずみ成分_V01

対数ひずみ せん断ひずみ

dic_dipp-strain_DIC-2D_透明樹脂_対数ひずみ・主せん断ひずみ_V01

対数ひずみ 主せん断ひずみγ1

シュリーレン_本体_ラインナップ_V01

シュリーレン法による可視化について
カトウ光研では、密度変化や屈折率変化を可視化する「システムシュリーレン SS series」も取り扱っています。シュリーレン光学系の構成や可視化方法については、製品ページをご覧ください。
システムシュリーレン SS seriesを見る ➡

システム構成・ソフトウェア仕様

計測対象や必要な撮影速度に合わせて、カメラ・レンズ・照明などを組み合わせてシステムを構成します。

2D-DIC システム構成例

dic_dipp-strain_DIC-2D_一式_V01
  • DIC Dipp-Strain 2D-DIC ×1ライセンス
  • カメラ ×1台
  • カメラレンズ
  • 照明
  • PC
  • 必要に応じて治具

Stereo-DIC システム構成例

dic_dipp-strain_DIC-ステレオ_一式_V01
  • DIC Dipp-Strain Stereo-DIC ×1ライセンス
  • カメラ ×2台
  • チェッカーボード
  • カメラレンズ
  • 照明
  • PC
  • 必要に応じて治具

ソフトウェア仕様

計算方式

デジタル画像相関法(DIC:Digital Image Correlation):粗探索、精密探索

対応計測 2D-DIC/Stereo-DIC

キャリブレーション

2D-DIC:画像距離指定 / Stereo-DIC:チェッカーボード

主な解析結果

変位、ひずみ分布、時系列グラフ、ラインプロファイル

数値データ出力

CSV形式

解析結果の保存 画像・動画・プロジェクトデータとして保存可能

DIC Dipp-Strain カタログ

【カタログダウンロード】DIC Dipp-Strainの機能・仕様をカタログで確認
各種ひずみ成分、変位データ、対応ファイル形式、動作環境など、詳細なソフトウェア仕様は製品カタログをご覧ください。DICソフトウェアのカタログをダウンロードする

 

よくあるご質問

手持ちのカメラを使用できますか?

撮影条件に適したカメラであれば、既存のカメラを活用できる場合があります。Stereo-DICでは、同期撮影が可能な同一仕様のカメラ2台が必要です。使用予定のカメラがある場合は、事前に対応可否をご相談ください。

DIC計測にはハイスピードカメラが必要ですか?

必ずしも必要ではありません。ゆっくり変形する引張・圧縮試験などでは、現象に必要な撮影速度を満たすカメラで計測できます。破壊・衝突・振動など高速に変化する現象では、ハイスピードカメラを使用します。

試験片にはランダムパターンが必要ですか?

一般的なDIC計測では、変位を画像上で追跡するため、試験片表面にランダムパターンを形成します。対象物や撮影倍率に合わせて、適切な大きさ・密度のパターンを用意します。一方、透明材料など表面へのパターン形成が難しい対象では、シュリーレン法で可視化した模様を利用する「シュリーレンDIC」により、ランダムパターンを塗布せずに計測できる場合があります。

製品についてのお問い合わせ
DIC Dipp-Strainについてのご質問がございましたら、お問い合わせください。
計測対象や試験内容、必要な変位・ひずみ計測、撮影速度などを確認し、2D-DIC/Stereo-DICの選定やカメラを含めたシステム構成をご提案します。製品デモについてもご相談いただけます。

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