改進擴展數(shù)字圖像相關方法的研究與應用.pdf

1、擴展數(shù)字圖像相關方法是實驗力學領域中一種較新穎的測試方法。該方法有兩個突出優(yōu)點:一是不需要對子區(qū)內(nèi)測得的位移場進行平滑;二是不需要隔離裂紋區(qū)域而直接測量含裂紋區(qū)域位移場。但是這種方法技術環(huán)節(jié)并不成熟,測量精度有待提高。本文的主要工作就是改進擴展數(shù)字圖像相關方法的技術環(huán)節(jié),研究影響該方法測量精度的因素,將改進擴展數(shù)字圖像相關方法推廣到實際的材料力學性能測試中。
　　針對擴展數(shù)字圖像相關方法可能遇到的N-R迭代法不收斂現(xiàn)象,提出N-R

2、迭代法的初值選擇方案,改進裂紋附近點的插值方案,通過上述技術改進有效地避免了N-R迭代法的不收斂,提高了擴展數(shù)字圖像相關方法的精度。對子區(qū)劃分單元數(shù)目,子區(qū)大小以及子區(qū)灰度分布與擴展數(shù)字圖像相關方法精度之間的聯(lián)系做了深入研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn):擴展數(shù)字圖像相關采用一子區(qū)一單元取核區(qū)域(子區(qū)中心區(qū)域)的方法測得的位移場精度較高;對于符合位移模式假設的變形形式,取大尺寸子區(qū),小尺寸核區(qū)域可獲得精確位移場;較小的散斑顆粒和較大的灰度對比度也可以提高位

3、移場測量精度。
　　本文利用模擬散斑圖對改進后擴展數(shù)字圖像相關方法測量連續(xù)變形場以及錯動不連續(xù)變形場的可靠性進行驗證。結(jié)果發(fā)現(xiàn):改進擴展數(shù)字圖像相關采用一子區(qū)一單元取核區(qū)域的方法能夠精確測量符合位移模式假設的位移場及應變場,位移場絕對誤差數(shù)量級可達10-3像素,應變場絕對誤差在200微應變左右。利用不含裂紋試件的三點彎曲實驗和交界面張開實驗,證明了擴展數(shù)字圖像相關方法適用于實際工程測試。
　　本文將改進擴展數(shù)字圖像相關方法應