数字图像相关法测量局域变形场中形函数和模板尺寸的影响

摘要

数字图像相关法测量均匀变形场已被普遍接受,其测量结果可与应变片测量结果比较.然而,在工程测量中,针对局域变形场(应变高度集中,如波特文-勒夏特利埃带、试件缺口附近和裂纹尖端等),应变片受限于其尺寸,其测量结果是接触面内的平均应变值.此时,采用数字图像相关法能够测量这些局域变形场.但形函数和模板尺寸等计算参数对计算结果影响很大,这也导致使用者很难判断计算结果的可靠性.论文通过对合金拉伸实验获得的不同应变梯度的波特文-勒夏特利埃带和模拟生成的带的计算分析,发掘了形函数和模板尺寸作用于计算结果的深层机制,证明了二阶形函数比一阶形函数更适用于高度非均匀的局域变形场.提出了在局域应变场测量中,当一阶和二阶形函数计算结果的相对误差小于10％时,二阶形函数的结果是可靠的判据.