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黑科技科普:汽车的碰撞测试,手机也做吗?

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?

高速数字图像相关法(DIC)用于手机跌落瞬态位移应变测试.jpg

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。

高速数字图像相关法(DIC)用于手机跌落瞬态关键点位移应变.jpg

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。

高速数字图像相关法(DIC)用于手机跌落瞬态碰撞位置整体位移量.jpg

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。

高速数字图像相关法(DIC)用于手机跌落瞬态位移应变云图.jpg

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!


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