在高速动力学研究中,霍普金森杆试验常常面临测量难题:材料变形发生在微秒级时间窗口内,试样周围空间有限,加载方式突然且能量集中。
传统应变片受带宽限制,难以完整记录高速变形过程;双目高速DIC虽具备非接触测量优势,但在布置、同步和标定方面存在较高工程约束,在紧凑的霍普金森杆试验环境中并不容易充分发挥作用。
在实际测试任务中,海塞姆单目三维高速DIC能够更好地适应这类试验的空间特性和时间特性,为材料高速变形过程的记录提供稳定的技术途径。
为什么单目三维高速DIC适合霍普金森杆试验?
01|单相机成像,降低同步误差影响
霍普金森杆加载发生在微秒级时间尺度内,对时间同步高度敏感。双相机系统需要高精度同步控制,微小的相位差就可能反映在应变曲线的连续性上。
单目三维高速DIC由同一台高速相机采集图像,时间基准统一,更有利于稳定呈现颈缩、局部损伤等快速变形行为。

02|对空间要求低,更易完成布置
试样前后由入射杆和反射杆占据大量空间,双目系统所需的夹角和视场重叠在实际装置中往往难以满足。
单目系统仅需一个成像视角,可更靠近试样布置成像路径,安装过程更直接,适合窗口有限或结构固定的霍普金森杆试验平台。

03|免双目标定,减少环境干扰带来的不确定性
高速试验平台常伴随振动、温度波动和气流扰动,双目标定在此条件下容易产生偏移。
单目三维高速DIC不依赖双目标定过程,可降低因标定不稳造成的数据误差,有助于提升重复试验之间的数据一致性。
04|单一坐标体系,更适合高速与高频振动环境
双目三维重建依赖两台相机之间稳定的几何关系,一旦装置存在轻微振动或热漂移,重建精度可能受到影响。
单目方案基于单一坐标体系,受外界几何扰动影响较小,在高频动态载荷条件下更容易保持重建稳定性。
05|呈现完整变形过程,补充传统点式测量
霍普金森杆试验中,材料常出现颈缩迁移、局部应变集中、裂纹萌生与扩展、离面变形等局部细节,这些现象难以通过点式传感器完整捕捉。
单目三维高速DIC输出全场位移与应变分布,可为材料动力学分析提供更丰富的实验依据。
典型应用案例
01|PU材料霍普金森杆冲击测试

02|钛合金霍普金森杆冲击测试

03|岩块霍普金森杆冲击与破碎测试

04|合金霍普金森杆高速拉伸测试

适用更广泛的高速测试需求
除霍普金森杆冲击试验外,海塞姆单目三维高速DIC也用于落锤冲击、高速振动、旋转变形、爆炸载荷、高速风洞、摆锤冲击等场景,为不同材料体系的高速测试提供灵活的成像方案。























