基于裂尖位移函數(shù)的數(shù)字圖像相關(guān)方法及其應(yīng)用研究.pdf

1、損傷斷裂是現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域中結(jié)構(gòu)材料最主要的破壞形式。裂紋附近應(yīng)力場(chǎng)對(duì)于裂紋的產(chǎn)生、擴(kuò)展和最終破壞有著至關(guān)重要的作用。本論文基于擴(kuò)展數(shù)字圖像相關(guān)方法，針對(duì)測(cè)試裂紋及不連續(xù)問題中的理論方法與實(shí)驗(yàn)技術(shù)進(jìn)行研究。探索能夠準(zhǔn)確表征不連續(xù)區(qū)域真實(shí)變形場(chǎng)，并且適用于擴(kuò)展數(shù)字圖像相關(guān)方法計(jì)算的裂尖位移函數(shù)?；诹鸭馕灰坪瘮?shù)提出改進(jìn)方案，并完成裂紋相關(guān)實(shí)驗(yàn)測(cè)試研究。
　　首先，重點(diǎn)研究了擴(kuò)展數(shù)字圖像相關(guān)方法相關(guān)原理。側(cè)重討論研究應(yīng)用該方法針對(duì)不連續(xù)問

2、題的解決方法途徑，其中對(duì)基于裂尖位移函數(shù)的擴(kuò)展數(shù)字圖像相關(guān)方法做了重點(diǎn)分析，提出了改進(jìn)討論方案。著重提出了研究裂尖函數(shù)對(duì)于變形場(chǎng)表征與貢獻(xiàn)程度的研究討論方案，并且通過對(duì)擴(kuò)展有限元方法的理論研究，提出其他改進(jìn)方案。進(jìn)而完成改進(jìn)擴(kuò)展數(shù)字圖像相關(guān)方法的程序?qū)崿F(xiàn)工作。
　　其次，通過擴(kuò)展數(shù)字圖像相關(guān)方法對(duì)于裂紋尖端變形場(chǎng)的計(jì)算分析，發(fā)現(xiàn)裂尖位移函數(shù)各項(xiàng)自由度系數(shù)不同，得出各項(xiàng)對(duì)于裂紋尖端變形的表征與貢獻(xiàn)存在差異。通過逐項(xiàng)與組合項(xiàng)討論改進(jìn)方

3、法，研究分析裂尖位移函數(shù)中各項(xiàng)及其組合項(xiàng)的表征不同類型位移場(chǎng)貢獻(xiàn)程度及其測(cè)試精度，研究表明裂尖位移函數(shù)中√rsin(θ/2)項(xiàng)對(duì)于I、II型及混合裂紋位移場(chǎng)計(jì)算均為主導(dǎo)影響項(xiàng)，在裂紋變形場(chǎng)表征中均起到主要貢獻(xiàn)，其他各項(xiàng)在不同類型裂尖變形場(chǎng)的表征貢獻(xiàn)程度存在差異，同時(shí)研究分析了計(jì)算子區(qū)尺寸對(duì)于裂尖函數(shù)表征情況影響。
　　最后，應(yīng)用擴(kuò)展數(shù)字圖像相關(guān)方法對(duì)基于裂尖變形場(chǎng)的航空鋁合金材料的斷裂力學(xué)行為進(jìn)行測(cè)試研究。其中包括超硬鋁合金單邊裂