基于裂尖位移函數的數字圖像相關方法及其應用研究.pdf

1、損傷斷裂是現代工業(yè)領域中結構材料最主要的破壞形式。裂紋附近應力場對于裂紋的產生、擴展和最終破壞有著至關重要的作用。本論文基于擴展數字圖像相關方法，針對測試裂紋及不連續(xù)問題中的理論方法與實驗技術進行研究。探索能夠準確表征不連續(xù)區(qū)域真實變形場，并且適用于擴展數字圖像相關方法計算的裂尖位移函數?；诹鸭馕灰坪瘮堤岢龈倪M方案，并完成裂紋相關實驗測試研究。
　　首先，重點研究了擴展數字圖像相關方法相關原理。側重討論研究應用該方法針對不連續(xù)問

2、題的解決方法途徑，其中對基于裂尖位移函數的擴展數字圖像相關方法做了重點分析，提出了改進討論方案。著重提出了研究裂尖函數對于變形場表征與貢獻程度的研究討論方案，并且通過對擴展有限元方法的理論研究，提出其他改進方案。進而完成改進擴展數字圖像相關方法的程序實現工作。
　　其次，通過擴展數字圖像相關方法對于裂紋尖端變形場的計算分析，發(fā)現裂尖位移函數各項自由度系數不同，得出各項對于裂紋尖端變形的表征與貢獻存在差異。通過逐項與組合項討論改進方

3、法，研究分析裂尖位移函數中各項及其組合項的表征不同類型位移場貢獻程度及其測試精度，研究表明裂尖位移函數中√rsin(θ/2)項對于I、II型及混合裂紋位移場計算均為主導影響項，在裂紋變形場表征中均起到主要貢獻，其他各項在不同類型裂尖變形場的表征貢獻程度存在差異，同時研究分析了計算子區(qū)尺寸對于裂尖函數表征情況影響。
　　最后，應用擴展數字圖像相關方法對基于裂尖變形場的航空鋁合金材料的斷裂力學行為進行測試研究。其中包括超硬鋁合金單邊裂