在金属材料研发及性能评价过程中，除了需要了解材料的最大拉力、抗拉强度和断裂伸长率，还需要关注材料在拉伸过程中的局部变形、应变集中以及颈缩发展情况。
尤其是对于带孔金属薄片试样，孔洞边缘、过渡圆弧及标距段可能出现局部应变集中，仅依靠传统接触式引伸计，难以全面获取试样表面的全场变形信息。
本文科准测控小编基于真实的金属薄片DIC拉伸测试案例，为您系统介绍如何利用KZ-68SC-05XY万能材料试验机，配合DIC数字图像相关测量系统，对金属薄片进行轴向拉伸测试，分析材料在受力过程中的力学性能、局部变形及全场应变分布，为金属材料性能评价和结构优化提供测试参考。
一、金属薄片DIC拉伸测试原理
DIC（Digital Image Correlation，数字图像相关技术）是一种基于数字图像分析的非接触式光学测量方法，主要通过对比试样变形前后的表面图像，计算不同位置的位移和应变变化。
测试时，首先将试样固定在万能材料试验机上下夹具之间，并在试样标距区域制作具有随机分布特征的黑白散斑图案。
启动拉伸试验机后，上下夹具按照设定速度相对移动，对金属薄片施加轴向拉力。与此同时，DIC工业相机连续采集试样表面的图像信息。
通过DIC分析软件对不同加载阶段的图像进行相关计算，可以获得试样表面的全场位移场和应变场，观察材料在拉伸过程中的局部变形、应变集中以及颈缩发展情况。
二、金属薄片DIC拉伸测试参考标准
金属薄片DIC拉伸测试通常需要结合材料本身的拉伸性能评价要求，以及光学测量系统的实际测量需求确定测试方法。
以下标准供参考，实际以客户技术要求及双方确认的测试方法为准。
1、 GB/T 228.1-2021《金属材料 拉伸试验 第1部分：室温试验方法》
2、ASTM E8/E8M《Standard Test Methods for Tension Testing of Metallic Materials》
3、ASTM E2208《Standard Guide for Evaluating Non-Contacting Extensometers》
4、 ISO 12004-2《Metallic materials — Determination of forming-limit curves for sheet and strip — Part 2: Determination of forming-limit curves in the laboratory》
三、金属薄片DIC拉伸测试设备
本次测试采用 KZ-68SC-05XY 微机控制电子万能材料试验机，配合专用夹具、高分辨率工业相机及DIC数字图像相关测量系统，组成金属薄片拉伸与全场应变测量平台。
（示意图，可更换不同夹具）
四、金属薄片DIC拉伸测试步骤
步骤一：试样准备
准备3根金属薄片试样，检查试样表面是否存在明显划伤、弯折及其他异常情况。确认试样尺寸、定位孔及标距区域，记录试样初始状态，为后续拉伸测试做好准备。
步骤二：制作表面散斑
在金属薄片标距区域制作随机分布的黑白散斑图案，保证散斑具有较高的对比度和清晰度。
散斑图案应分布均匀，避免出现大面积重叠、模糊或缺失，同时保证其在拉伸过程中能够跟随试样表面变形，为DIC软件识别和计算提供有效图像信息。
步骤三：安装夹具并装夹试样
根据金属薄片的结构安装对应的上下拉伸夹具。
将试样两端分别固定在上下夹具中，确保两侧定位孔对齐，使试样轴线与拉伸方向保持基本一致。
装夹时需要注意夹持力度，避免夹持过松造成试样打滑，也要防止夹持过紧导致试样局部受损。
步骤四：架设DIC系统并设置测试参数
调整工业相机的位置、拍摄角度及焦距，使相机视场完整覆盖试样标距段及需要观察的过渡区域。
调整光源，减少试样表面的反光，确保散斑图像清晰。
随后，在拉伸试验机软件中设置测试速度及停止条件，并根据试样变形速度、预期最大应变和相机分辨率设置DIC图像采集频率。
同时做好试验机与DIC系统的时间同步，确保力值、位移数据与图像序列能够对应，完成测试前的清零及图像检查。
步骤五：启动拉伸测试
启动KZ-68SC-05XY万能材料试验机，上下夹具按照设定速度对金属薄片施加轴向拉力。
测试过程中，试验机实时采集力值及位移变化，生成力—位移曲线；DIC系统同步记录试样表面的连续变形图像。
通过图像分析，可以观察金属薄片在不同加载阶段的应变变化，重点关注标距区域、孔洞边缘及局部应变集中位置。
步骤六：记录测试数据并回收试样
当试样达到规定测试条件或发生断裂、明显颈缩后，结束测试。
整理试验机采集的最大拉力、断裂力、拉伸位移等数据，并保存DIC原始图像序列。
将图像导入DIC分析软件，结合实际测量设置进行后处理，获取试样表面的位移场和应变云图，分析局部变形及应变集中情况。
测试完成后，做好试样标记与回收，确保3根试样均得到妥善保存。
五、金属薄片DIC拉伸测试的关键注意事项
在金属薄片DIC拉伸测试过程中，除了关注拉伸试验机的力值测量，还需要重视光学测量条件及试样状态。
1、散斑质量： 散斑应具有良好的随机性、对比度和清晰度，避免图案模糊或在拉伸过程中脱落。
2、试样装夹： 上下夹具应保持对中，避免试样偏斜、打滑及偏心受力，减少额外变形对测试结果的影响。
3、相机视场： 确保相机能够覆盖完整的有效观测区域，尤其是带孔试样的孔洞边缘和过渡区域。
4、图像采集频率： 根据拉伸速度和材料变形特点合理设置相机帧率，避免试样快速变形或断裂时出现关键图像丢失。
5、数据同步： 拉伸试验机的力值、位移数据应与DIC图像序列建立对应关系，便于后续分析不同加载阶段的应变变化。
以上就是科准测控小编为您介绍的金属薄片DIC拉伸测试方法。如果您对金属材料拉伸测试、DIC全场应变测量、非接触式引伸计、金属薄片断裂应变测试及万能材料试验机选型有疑问或需求，欢迎联系科准测控获取技术支持。
