ひずみ解析システム DIC（デジタル画像相関法）

従来のひずみ計測手法との違い

従来のひずみ計測に用いられてきたひずみゲージと比べると、DICは非接触かつ面で計測できることが最大の違いです。
ひずみの分布がカラーコンターで表示されるため、CAEと照らし合わせることでシミュレーションとの差異を簡単に比較できます。
カメラで撮影するため、複雑な形状や大きな構造物のひずみ分布を一度に可視化することができます。
また、接着剤や配線が不要なため、計測対象を傷つけることなく繰り返し計測が可能です。

ひずみ解析DICの利点・欠点

ひずみ解析にDICを用いることの利点や欠点は以下のとおりです。

ひずみ解析DICに必要なもの

ひずみ解析DICの撮影から解析までの流れ

本項目では、当社取扱のハイスピードカメラPhantomを用いて、ヘルメットを叩く瞬間のひずみを例に流れを解説します。
ほかのDICでも基本的には以下の流れでDICを行います。

ひずみ解析DIC 6つのポイント

DICは画像解析なので、綺麗な画像が撮影できるかが大きなポイントとなります。
特に以下の6つが重要なポイントです。

画素数

高解像度なカメラを使用することで、微小な変形も解析することが可能になります。
以下の画像は、940万画素と100万画素のカメラで比較したものです。
特にヘッドランプの内側の細かい部分や、ランプとフレームのエッジがなめらかに出ていることがわかります。

撮影速度（フレームレート）

現象の速度によって必要な撮影速度が異なります。
一般的な引っ張り試験など、数十秒～数分の単位でおこなう試験の場合は、産業用カメラを用います。

破断や落下の瞬間など、瞬間的な変形を伴う現象を計測する場合には高い撮影速度を持つハイスピードカメラが必要になります。
自由落下や衝突、引張試験による破断時のひずみは非常に高速であり、比較的柔らかいゴムなどの軟質材で数千～数万コマ/秒、金属やカーボンなどの硬質では数十万コマ/秒程度での撮影が必要になります。
また、ハイスピードカメラは露光時間も細く設定できるので、ブレのない映像を撮影することができます。

画質

DIC解析では輝度情報が重要になるため、ノイズが少ないカメラを使うことが重要です。
低ノイズなセンサーを搭載したカメラを使用することでノイズによる誤ベクトルの検出を抑えることができ、高精度な解析を行えます。
カメラスペックで見るべきポイントは以下です。
・ダイナミックレンジ（白から黒までの階調。広いほうが良い）
・ダークノイズ（暗いところのノイズ。少ないほうが良い）
当社取り扱いのハイスピードカメラや産業用カメラでは、これらの値がEMVA1288という規格で数値化されており、最適なカメラをご提供します。

スペックルパターンの塗布

DICでは特徴点となる模様（スペックルパターン）をもとに解析するため、試験体に模様をつける必要になります。
スプレーで塗布するのが一般的ですが、そのほかにもチョークやスタンプなど様々な方法で模様をつけます。

2次元・3次元DICの選択

2次元で解析する場合はカメラ1台で撮影と解析を行います。カメラを2台使用することで3次元解析（ステレオDIC）が可能になります。
立体的な試験体や、奥行き情報が必要な変形を計測する場合には3次元解析が必要です。
3次元で計測する際は、カメラの位置関係をキャリブレーションする「キャリブレーションボード」が必要です。

3次元DICシステムの場合の設置例

3次元DICシステムの場合の設置例2

解析項目

DICでは、一般に以下の項目を解析できます。

DIC解析ならノビテックにお任せください。

ノビテックは画像計測のノウハウを持ち、カメラ、ソフトウェアのみならず計測技術も提供いたします。ぜひお気軽にご相談ください。