數字圖像相關方法測量芳綸纖維復合材料I型裂紋應力強度因子

郝文峰， 陳新文， 鄧立偉， 王 翔， 姚學鋒

(1.北京航空材料研究院航空材料檢測與評價北京市重點實驗室，北京100095;2.清華大學工程力學系，北京100084)

數字圖像相關方法(digital image correlation，DIC)是一種非條紋光測方法，它是現代先進的光電子技術、數字圖像處理技術與計算機技術相結合的產物，它直接對物體變形前、后的兩幅散斑圖像進行相關運算處理，以提取散斑圖中所攜帶的變形信息。散斑是變形信息的載體，可以通過人工制斑獲得或者就直接以試件表面的自然紋理作為標記。

在二維數字圖像相關方法的應用方面，國內外都開展了大量的工作。Corr等［1］利用數字圖像相關方法研究了纖維復合材料與混凝土界面的粘接強度，得到較為精確的表面變形場。Fedele等［2］利用數字圖像相關方法研究GLARE層板層間粘接層材料參數，將材料參數用于有限元模擬，并將模擬結果與試驗進行對比。Rjafiallah等［3］提出一種三相模型來分析玻璃微珠增強聚合物基復合材料界面相影響，并用數字圖像相關方法進行試驗驗證。Desai等［4］利用數字圖像相關方法測得的位移場計算得到雙材料界面裂紋應力強度因子，并將試驗結果與理論和有限元結果進行對比。Carloni等［5］利用數字圖像相關方法研究疲勞載荷作用下復合材料-混凝土界面裂紋擴展過程。姚學鋒及其合作者對數字圖像相關方法開展系統研究［6］，并且將數字圖像相關方法成功應用于復合材料壓力容器測量［7］、人體頸椎生物力學［8］、有機玻璃黏接力學［9］、圓管殘余應力測試［9］和編織復合材料力學性能表征［10～12］等一系列新型材料和新型問題的力學測試。……