研究背景

低温环境下钢结构强度提升同时韧性降低，易引发脆性断裂。传统应变测量方法如应变片成本高、易损坏、且局限于单点测量，难以满足高速冲击场景下全场应变分析需求。

近期，某重点高校土木工程实验室科研人员，引入数字图像相关技术DIC，开展了基于三维高速DIC测量系统的落锤撞击实验，目的研究低温对钢结构应变分布影响，为极寒地区工程安全提供实验数据参考。

实验设备

本次实验采用千眼狼自主研发的高速DIC系统，核心设备包括：

1. 高速摄像机，S1315M，拥有1280×1024分辨率下15000帧行业标杆参数，可捕捉高速冲击瞬态细节。

2. 三维DIC软件，配合简单易用的高速摄像机采集软件RCC，对采集图像后处理，高效解析位移、应变全场数据。

3. 落锤装置，定制高精度落锤装置，锤体重量50kg，落锤高度最大3m，冲击速度可达5m/s，提供实验所需的冲击载荷。

4. 钢管试件，圆柱形，长3m，直径20cm，观测其冲击区域的应变分布及挠度变化。

其他配套设备还有低温散斑漆制备试件，28mm间距高精度标定板，高功率光源系统等。

实验步骤

1. 制备常温组与低温组试件表面散斑，采用低温专用散斑漆。钢管试件固定于冲击台，标定28mm间距圆点板，完成三维空间定位。

2. 常温组通过预实验确定临界落锤高度，低温组试件置于-30°C环境冷却后，以相同高度进行冲击，同步启动三维高速DIC测量系统采集实验数据。

3. 利用千眼狼3D DIC测量软件对数据进行后处理，对比分析常温与低温下试件应变。

实验数据与结论

千眼狼三维高速DIC测量系统以每秒15000帧的拍摄帧率，实时记录了落锤冲击钢管的瞬态过程，经DIC测量软件处理：

1. 低温组柱脚应变峰值较常温组增长45%，柱身迎风面测点应变值显著高于背风面，增幅达52%，表明环境耦合效应加剧局部应力集中。

2. 经DIC计算，钢管受冲击最大挠度值为18.5mm，与激光测距结果误差仅1%。验证了DIC系统测量的高精度。

低温环境下落锤撞击实验的成功为进一步研究低温下钢结构性能提供了宝贵数据和可靠方法，后续科研团队将深入研究各型钢结构及其他组合材料的抗冲击性能。千眼狼将致力于持续追求极致的DIC硬件性能参数、无限好用的DIC软件功能算法，为科研和工程领域提供精准高效好用的DIC测量解决方案。