[Tech, etc.] Digital Image Correlation (DIC, 디지털 이미지 상관 기법) - 2

DIC는 전체 표면에서 한 번에 데이터를 캡처하는 기능(full-field), 비접촉식 특성, 높은 공간 해상도 등 여러 장점이 있다. 재료 과학, 기계 공학 및 구조 테스트에서 재료 특성을 분석하고 유한 요소 모델을 검증하며 기존의 포인트 기반 센서로는 측정하기 어려운 복잡한 변형을 연구하는 데 널리 사용된다. DIC의 작동 방식을 알아보자.

 

1. 표면 준비
   : 물체는 자주 고대비의 얼룩 패턴으로 준비된다. 이 무작위 패턴은 DIC 알고리즘이 이미지 간의 움직임을 추적하는 데 필수적이다. 경우에 따라서는 표면의 자연스러운 질감으로 충분할 수도 있다.
2. 이미지 캡처
   : 변형 전(참조형으로)과 변형 중 또는 변형 후에 디지털 카메라를 사용해 물체의 이미지를 캡처한다. 카메라는 관심 영역 전체를 캡처하도록 배치되고 조명 조건은 고품질 이미지를 보장하기 위해 제어된다.
3. 이미지 분석
   : 캡처된 이미지는 DIC 소프트웨어를 사용해 분석한다. 이 소프트웨어 기준 이미지를 작은 영역(하위 집합)으로 나눈 다음 변형된 이미지에서 동일한 영역을 검색한다. 소프트웨어는 기준에서 변형된 상태까지 각 영역의 움직임을 추적해 변위 벡터를 계산할 수 있다.
4. 변형 계산
   : 변위 데이터에서 소프트웨어는 변형의 척도인 스트레인(strain)을 계산한다. 변형은 축 변형(axial), 전단 변형(shear), 주 변형(principal) 등 다양한 형태로 표시돼 하중을 받은 재료나 물체가 어떻게 변형되었는지를 자세히 볼 수 있다.