摘要：测量裂纹的扩展过程对于揭示混凝土结构的破坏机理和评价其力学性能十分重要.本文提出了一种基于混凝土表面变形场的裂纹定位和宽度测量方法,首先基于多相机数字图像相关方法得到混凝土试件表面的高分辨变形场,发现开裂引起的位移梯度使裂纹附近的虚主应变场明显区别于未开裂处,且主应变场在裂纹法线方向近似高斯分布.借鉴在激光条纹中心线定位中广泛采用的Steger算法思想,提出了基于主应变场的裂纹定位方法,并将裂纹两侧位于法线上的面内位移向量做差沿裂纹法线方向上的投影为Ⅰ型裂纹宽度,沿裂纹切线方向上的投影为Ⅱ型裂纹宽度,最终得到了裂纹每一点的位置和宽度.利用高精度平移台设计了模拟裂纹扩展的实验,以验证Ⅰ型裂纹宽度的测量精度.实验结果表明:裂纹宽度的测量误差在0.010~0.017像素之间,与理论预测相符;测量误差的标准差在0.006~0.008像素之间,测量结果比较稳定.在同等分辨率下,本文方法的测量精度优于基于图像的裂纹测量方法.本文提出的方法可以全自动、实时地测量裂纹扩展,为混凝土实验提供了一种可靠、精确的全场裂纹测量手段.

摘要：为解决石英灯遮挡包围加热下的大型结构外表面或结构内部应变梯度较大等复杂应力区域高温应变场非接触式测量问题,利用数字图像相关方法和单相机三维成像原理,结合热防护系统与光路系统一体化设计,形成能够放置于结构内部的耐高温小型化数字图像相关测试设备,该设备能够对温度不超过1300℃的目标面进行三维变形场及应变场的测量,已用于舱段结构热试验局部蒙皮破坏过程测量中,为飞行器结构破坏分析和模型验证提供依据。

摘要：飞行器在服役中面临着严酷的高温环境,飞行器构件高温力学性能的研究对于其结构设计与可靠性保障十分重要。数字图像相关方法作为一种常用的非接触式光学测量方法,具有测量精度高、环境要求低、全场测量等优势,但在高温环境下的测量仍存在诸多技术难题。本文针对高温导致的退相关现象、热流扰动消除、高温散斑制备技术、力热解耦困难及特殊场景下光路遮挡受限等问题技术难题介绍了对应的改进方法,总结了国内外研究人员的优化思路与解决方案,最后针对飞行器力热参数测量需求,对高温数字图像相关方法的技术发展趋势进行展望。