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1研究背景
数字图像相关DIC技术作为一种基于全场散斑图像匹配的非接触测量技术，可用于测量对象在动静载荷下表面位移与应变场的精确、可视化表征。某高校材料实验室，采用中科君达视界提供的千眼狼数字图像相关DIC测量系统，对复合编织材料在单向压缩加载过程中的全场位移与应变进行实时监测，揭示其局部变形特征与损伤演化规律。 2实验设计 万能试验机，用于单向压缩加载。 中科君达视界自主研发的千眼狼3D准静态DIC系统，核心参数4096×3000@1fps。 试样为复合编织材料板状试件。 2.2 实验过程 在试件表面随机喷涂高对比度散斑。 DIC设备固定于试件正前方，视场覆盖加载区域。 启动万能试验机，模拟准静态力学环境，加载方式为位移控制型单项压缩。 同步触发DIC系统，连续采集试件表面图像序列直至试件断裂。 采用千眼狼DIC软件，计算加载全过程的位移场、应变场。 3实验数据 利用数字图像相关DIC测量系统捕捉到试件在整个压缩过程中的位移演变，合位移场呈现空间梯度特征：以主裂纹为界，试件上方区域位移值高于下方区域，上方区域整体呈现从上至下位移逐渐增大的梯度分布，下方区域整体位移较小，表明该区刚度较高。 为量化不同区域在压缩过程中的变形行为，DIC软件后处理中设置多个矩形分析区域，分别计算其合位移平均值，并绘制随时间的变化曲线发现： I. 近载区域：即阶段矩形0、1、3为代表的靠近加载端区域，合位移平均值随载荷呈线性增长，并长时间处于弹性阶段，340s进入屈服阶段后位移突增，反映材料刚度退化。 II.过渡区域：即阶段矩形4、5、6为代表的区域，合位移平均值弹性阶段随载荷呈线性增长，约192s位移增长速率加快，平均值曲线出现首个拐点，表明材料进入屈服阶段。 III.约束区域：即阶段矩形8为代表的边界约束区域，矩形8位移平均值最小，表明该区域临近固定端且受裂纹约束较强，320s曲线斜率突变，反映材料进入破坏阶段，对应裂纹贯通与结构失效。 3.2 应变场数据解析： 利用数字图像相关DIC技术测量试件主应变场，进一步揭示载荷作用下应变场局部化行为与衰减规律。 同样为量化不同区域在压缩过程中的应变演化行为，DIC软件后处理中设置多个矩形分析区域，追踪最大主应变，绘制其随加载时间的变化曲线，结果如下： I. 近载区域：即阶段矩形0、1、3为代表的靠近加载端区域，主应变水平处于中等量级，加载至320s时，应变曲线出现突减，表明该区域纤维束达到临界应力，刚度下降，承载载荷向下方区域发生转移。 II.过渡区域：矩形区域6临近材料内部微裂纹的萌生区，主应变曲线在320s发生突增，推测区域6是复合编织材料的纤维走向特定区域，成为载荷转移的主要对象，应变随之急剧增加。 III.约束区域：夹具约束边界附近的矩形区域8，主应变平均值始终为全场最高，应变曲线最陡，且增长速率最快，表明此处是损伤萌生的最危险区域。 4实验结论 II. 通过对近载、过渡、约束区域合位移趋势分析，实现复合编织材料压缩过程中局部变形行为的量化表征。 III.通过对近载、过渡、约束区域平均拉格朗日应变分析，发现主应变场在裂纹区上下附近形成应变集中带，其他矩形应变值与距裂纹距离负相关，高应变区如区域6的应变曲线拐点，可作为损伤起始的判断依据。 IV.DIC实验为复合编织材料压缩损伤机理提供了可视化的数据依据，对复合编织材料性能评估与结构优化具有指导意义。
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