非接触式光学应变测量技术研究进展_屈蓓(1)

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1、·10·综合评述2013年第33卷第5期非接触式光学应变测量技术研究进展屈蓓，付小龙，何俊武，蔚红建，李吉祯，张亚俊，张昊越(西安近代化学研究所，陕西西安710065)摘要:随着光学应变测量技术的兴起，特别是非接触式的光学应变测量技术的发展，使得这一技术已成为应变测量的先进技术。本文在分析非接触式应变测量技术研究进展的基础上，介绍了几种较前沿的非接触式光学应变测量技术及其应用，同时对该技术的优缺点进行了总结。关键词:力学测量技术;非接触式光学应变测量;数字图像相关技术;电子散斑图干涉技术;应变场中图分类号:TB93;TH823文献标识码:

2、A文章编号:1674－5795(2013)05－0010－06ＲesearchonOpticalNon-contactStrainMeasurementQUBei，FUXiaolong，HEJunwu，WEIHongjian，LIJizhen，ZHANGYajun，ZHANGHaoyue(Xi'anModernChemistryＲesearchInstitute，Xi'an710065，China)Abstract:Opticalnon-contactstrainmeasurementhasbecomeanadvancedtechniqu

3、eofstrainmeasurement.Throughanalyzingtheprogressmadeinstudyingtheopticalnon-contactstrainmeasurement，thispapergivesanintroductiononseveralkindsofnovelopticalnon-contactstrainmeasurementsandtheirapplications，andalsosummarizestheadvantagesanddisadvantagesofthetechnique.Keyw

4、ords:mechanicalmeasurementtechnique;opticalnon-contactstrainmeasurement;digital-image-relatedtechnique;electronicspeck-lepatterninterferometry;strainfield0引言斑图干涉技术等内容。应力是指材料在受到外力作用或外界温度变化时，1DIC技术———数字图像相关技术其内部所产生的一种作用力。应力对材料的抗拉、抗数字图像相关技术是1982年由日本的Yamagu-压及耐热等性能均有着较大的影响，因此

5、我们有必要［10］［11－12］［1］chi和美国的Peters以及Ｒanson等人提出的测对材料的应力变化进行分析和测量。应变测量是对量变形物体表面位移和应变信息的非接触式光学测量材料在变形过程中的应力(包括大小和方向)进行分方法。由于高分辨力数字相机和计算机技术的快速发析。应力不能直接测量，而是间接地通过对变形或应［2］展，数字图像相关技术的应用越来越广泛并被证明是变的测量而获得，因此应变测量技术成为了影响应［3－4］变形分析很有用的手段。它的优点是动态范围广，可力测量准确性的重要因素。以测量大应变(＞100%)，具有光路简单、全场测

6、应变测量技术随着科学技术的发展而不断进步，［5－6］量、非接触及适用范围广等特点。尤其是近几年光学应变测量技术兴起，更加拓宽1.1DIC技术原理了应变测量的应用领域。在此基础上，非接触式的光1.1.1基本原理学应变测量技术也逐渐发展起来，如非接触式光学三DIC技术的基本原理是采用主体拍摄技术使物体维测试技术可用于动态变形场、静态变形场、应变场、表面每个点被聚焦在两个CCD相机成像面的像素上，冲击振动测量等，电子散斑图干涉技术可应用于研究已知每只相机的成像参数(内部参数)和相机间的相互材料特性、断裂力学、疲劳试验、无损检测及各种零［7－9］

7、位置(外部参数)，则可计算出物体表面每个点的三维件的动态特性。本文主要介绍了较前沿的非接触坐标。采用物体表面灰度分布的随机图案及相关算法可式光学应变测量技术包括数字图像相关技术、电子散以识别出每个点在两个相机图像中的位置，如图1所示。1.1.2相关算法原理收稿日期:2013－05－14;收修改稿日期:2013－06－29作者简介:屈蓓(1987－)，女，助理工程师，工学硕士，从事相关算法的原理是跟踪标识的局部微小区域内相火炸药方面的研究。邻小块区域的灰度值分布，由分布值确定变换参数，计测技术综合评述·11·1.2DIC技术应用1.2.1校

8、准该技术的测量精度是由系统的内部参数和外部成像参数确定的。成像模型就是小孔成像原理(图3)。物体表面点P(x，y，z)在CCD上的投影是由该点发出的通过成像面上的主点O的直线与CCD的交点P(