改進(jìn)擴(kuò)展數(shù)字圖像相關(guān)方法的研究與應(yīng)用.pdf

1、擴(kuò)展數(shù)字圖像相關(guān)方法是實(shí)驗(yàn)力學(xué)領(lǐng)域中一種較新穎的測(cè)試方法。該方法有兩個(gè)突出優(yōu)點(diǎn):一是不需要對(duì)子區(qū)內(nèi)測(cè)得的位移場(chǎng)進(jìn)行平滑;二是不需要隔離裂紋區(qū)域而直接測(cè)量含裂紋區(qū)域位移場(chǎng)。但是這種方法技術(shù)環(huán)節(jié)并不成熟,測(cè)量精度有待提高。本文的主要工作就是改進(jìn)擴(kuò)展數(shù)字圖像相關(guān)方法的技術(shù)環(huán)節(jié),研究影響該方法測(cè)量精度的因素,將改進(jìn)擴(kuò)展數(shù)字圖像相關(guān)方法推廣到實(shí)際的材料力學(xué)性能測(cè)試中。
　　針對(duì)擴(kuò)展數(shù)字圖像相關(guān)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(jìn)裂紋附近點(diǎn)的插值方案,通過上述技術(shù)改進(jìn)有效地避免了N-R迭代法的不收斂,提高了擴(kuò)展數(shù)字圖像相關(guān)方法的精度。對(duì)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(kuò)展數(shù)字圖像相關(guān)方法精度之間的聯(lián)系做了深入研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn):擴(kuò)展數(shù)字圖像相關(guān)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(cè)得的位移場(chǎng)精度較高;對(duì)于符合位移模式假設(shè)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(chǎng);較小的散斑顆粒和較大的灰度對(duì)比度也可以提高位

3、移場(chǎng)測(cè)量精度。
　　本文利用模擬散斑圖對(duì)改進(jìn)后擴(kuò)展數(shù)字圖像相關(guān)方法測(cè)量連續(xù)變形場(chǎng)以及錯(cuò)動(dòng)不連續(xù)變形場(chǎng)的可靠性進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果發(fā)現(xiàn):改進(jìn)擴(kuò)展數(shù)字圖像相關(guān)采用一子區(qū)一單元取核區(qū)域的方法能夠精確測(cè)量符合位移模式假設(shè)的位移場(chǎng)及應(yīng)變場(chǎng),位移場(chǎng)絕對(duì)誤差數(shù)量級(jí)可達(dá)10-3像素,應(yīng)變場(chǎng)絕對(duì)誤差在200微應(yīng)變左右。利用不含裂紋試件的三點(diǎn)彎曲實(shí)驗(yàn)和交界面張開實(shí)驗(yàn),證明了擴(kuò)展數(shù)字圖像相關(guān)方法適用于實(shí)際工程測(cè)試。
　　本文將改進(jìn)擴(kuò)展數(shù)字圖像相關(guān)方法應(yīng)