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最近一項關于 VIC-3D 系統應用于防彈衣背面變形（BFD）的研究報告發表在了《Journal of Physics : Conference Series 》。該實驗使用了 Correlated Solutions 的尖端 3D 數字圖像相關技術來測量防彈衣的背面變形（BFD），評估防彈衣的性能以及對裝甲鈍傷（BABT）機理的研究。VIC-3D 系統精確控制高速相機捕捉真實數字圖像數據，精確分析并直觀顯示全場變形、BFD 的線切片輪廓、變形速度和加速度數據結果 。 實驗方法：采用 3D-DIC 技術來測量高速彈丸沖擊下防彈層壓板和作戰頭盔表面的瞬態變形。此外，利用動態變形和全場應變的結果來改進其有限元模型。采用 VIC-3D 系統測量手槍子彈穿透戰斗頭盔覆蓋人頭的情況，并獲得了頭盔正面的動態響應。開發了一種使用 3D-DIC 數據評估彈道頭盔鈍器損傷的實驗方法。 ▲ 測試系統裝置示意圖 研究的防彈衣由99.5％的 Al2O3 瓷磚和 UHMWPE 纖維增強的層壓板襯砌組成。為了準備用于 VIC-3D 系統測試的防彈衣裝甲，在裝甲的背面噴涂了稱為散斑的白色啞光漆。防彈衣背面的散斑是 VIC-3D 系統分析的基礎。根據分辨率和圖片尺寸之間的關系，確定最佳散斑尺寸在1.17mm和2.34mm之間，最后選擇1.524mm。通過 VIC-3D 系統軟件生成散斑圖像，將斑點印在紋身貼紙上，并涂在預期會發生變形的裝甲背面上（如下圖所示）。 ▲ 實驗散斑制作 在測試之前，必須先對 VIC-3D 系統進行校準，建議的校正板尺寸約為攝像機視野的80％。下圖顯示了此工作中使用的校正板以及軟件校正過程。通過兩個高速相機同步捕獲一組具有校正板不同姿勢的校準圖像，運用軟件對圖像進行分析計算建立 3D 坐標系。 然后，使用 VIC-3D 系統進行步槍子彈穿透固定在架子上的 NIJ III 級陶瓷/ UHMWPE 防彈衣的彈道沖擊。拍攝前，須確認高速 VIC-3D 測試系統和紅外觸發是否同時處于觸發模式。通過在每個防彈衣正面的中心發射 7.62x39 毫米子彈進行三組實驗，速度分別為675.4 m/s、676.1 m/s 、 675.1 m/s。測試后，從 VIC-3D 系統后處理軟件獲得防彈衣背面的 3D 數據和全場變形信息。 ▲圖2.VIC-3D系統展示的BFD形狀 下圖5顯示了最大 BFD 點的位移、速度和加速度的時間曲線。三個紅點代表最大 BFD 處的相應物理量。正面變形的最大速度在0.1ms內急劇增加到129.9m/s。然后速度開始降低，并且在11.9ms之后可以發現負速度，表明BFD的高度開始降低。從加速度-時間曲線可以觀察到兩個峰值。在達到最大正值1.29e6 m/s^2之后，加速度急劇下降，并在10.80ms處達到最大負值-6.6e5m/s^2。 結論：VIC-3D 系統自帶采集軟件能精確控制高速相機圖像采集，模擬彈丸射擊工況，定量評估光源和散斑質量確保了數據分析的準確性。VIC-3D 系統數字圖像分析提供多種全視場變形特性表征方式，3D位移數據、面轉動數據、以及多種應變張量選擇。讓此次防彈衣裝甲鈍傷（BABT）研究具備多樣呈現，數據結果更為全面，為科研工作者提供了更加全面的數據參考。
VIC-3D 測量防彈衣動態背面變形
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