基于DIC粗–细搜索方法的单轴压缩砂样的应变分布及应变梯度的实验研究

摘要

基于粒子群优化算法及Newton-Raphson迭代方法的数字图像相关粗–细搜索方法,观测了两个砂样在应力控制加载条件下的3种应变场的分布及演变规律,确定了应变在小范围内猛增之前,大范围内的应变非均匀分布区域的纵向(砂样的加载方向)应变梯度的范围。研究发现,当载荷增加到一定程度后,水平线应变的正峰值(正值代表受拉)和垂直线应变的负峰值(负值代表受压)都会出现在未来的局部化带内部,而剪切应变的峰值有时会发生偏离,这一点可由两种线应变场和剪应变场的差别进行解释。前两者呈倾斜的条状,而后者呈团状。3种应变的纵向梯度的范围大致相同,在0.001～0.002 mm-1之间,如果3种应变的纵向梯度比上述范围小,砂样就不会出现局部的应变猛增现象和随后的宏观裂纹。在局部化带之外,存在一定的塑性应变及应变梯度,这一点不能用非经典的弹塑性模型进行解释。