數字圖像相關方法在機身壁板試驗中的應用研究

王昌林，謝宇航，張文東

(中國飛機強度研究所，陜西 西安 710065)

1 引 言

大型運輸類飛機的機身壁板通常是由框、長桁和蒙皮等元件構成，是組成飛機承力結構的重要單元，該組件在載荷的作用下所呈現的力學特性關乎飛機的飛行安全與經濟效益[1]。進行機身壁板類結構的強度試驗，能夠有效地獲取壁板的力學特征，從而為機身結構設計與分析工作提供可靠的數據基礎[2，3]。

美國的NASA及德國的IMA作為該領域具有代表性的研究機構，在機身壁板類試驗領域有著豐富的經驗，同時也開發了多個試驗裝置，積累了大量的相關技術與數據。在國內，臧偉峰等通過扭轉單閉室盒段施加機身壁板剪切載荷，設計了“D”字形試驗裝置，較好地模擬了機身壁板剪切載荷邊界條件[4]。針對機身壁板進行的力學試驗大多采用應變片配合采集系統作為測量手段，該應變測量方式具有尺寸小、靈敏度高、響應快及技術成熟的特點，但只能附著于壁板表面進行點測量。

隨著機身壁板試驗技術的發展，對測量技術與方法提出了更高的要求。數字圖像相關法(Digital Image Correlation，DIC)在20世紀80年代被提出，該方法通過簡單的光路實現了非接觸全場測量。通過多年的發展與核心算法優化，自動化程度與計算精度得到了大幅提升，因此在力學測試領域被廣泛使用[5]。本文將數字圖像相關方法應用于大曲率圓筒剪切強度靜力試驗中，以高效的手段獲取了精確的試驗數據，通過對比分析獲取了試驗對象的力學性能?！?br>