基于数字体图像相关法的TATB基PBX材料内部变形测量

研究采用μ‑CT对单轴压缩过程中的三氨基三硝基苯(TATB)基高聚物黏结炸药(Polymer Bonded Explosives,PBX)试件进行了原位扫描,获得了不同载荷下试件的三维数字体图像;采用基于反向组合高斯‑牛顿配准算法(Inverse Compositional Gauss‑Newton,IC‑GN)的局部数字体图像(Digital Volume Correlation,DVC)方法分析了试件加载前后的2组数字体图像,获得了试件内部具有亚体素精度的三维位移场和应变场;基于获得的应变场根据胡克定律弹性本构关系,重建试件内部的三维应力场。研究结果表明,基于μ‑CT和DVC结合的内部变形测量技术能够直观地揭示试件内部应变局部化区域的产生,并识别亚体素微裂纹在样品中的位置。

数字体图像相关方法中基于迭代最小二乘法的物体内部变形测量

本文提出一种基于迭代最小二乘法的亚体素位移测量算法。该算法模型结合了符合实际情况的线性灰度变化模型和线性位移映射函数,采用仅需变形后体图像一阶灰度梯度的迭代最小二乘法计算亚体素位移和位移梯度。由于该算法采用的模型符合实际情况,因而具有更高的位移测量精度和更广泛的适用性。此外,由于仅需变形后体图像的一阶灰度梯度,无需计算其二级灰度梯度,因此极大地减小了计算复杂性。计算机模拟实验显示基于迭代最小二乘的亚体素位移测量算法原理简单、易于实现,具有较强的抗干扰能力,可用于真实体图像内部三维变形的高精度分析。

数字体图像相关方法研究进展

数字体图像相关方法是可测量物体内部三维全场变形的先进实验力学方法.通过匹配由数字体成像设备获取的被测物体变形前后的两组数字体图像,该方法能够获得物体内部亚体素精度的三维位移场和全场应变.得益于新型体成像设备的不断涌现、图像配准算法的持续改进以及高性能并行计算技术的快速发展,数字体图像相关方法已在生物医学、固体力学、岩土力学、材料科学等领域获得许多令人瞩目的重要应用.本文对过去20多年数字体图像相关方法中出现的各种位移和应变测量算法进行了系统回顾和评述,分析了该方法当前的局限和所面临的挑战.可以预期,数字体图像方法在实验力学领域中将扮演更为重要的角色,并有望在更多科研和工程领域中获得应用.