基于最小一乘拟合的非均匀应变的数字图像相关测量

数字图像相关(DIC)方法是一种重要的位移和应变非接触式测量方法。为了对物体的非均匀应变进行准确测量,在DIC方法中引入位移最小一乘拟合,鉴于最小一乘拟合解析方法求解困难,采用基于模拟退火的混合粒子群算法进行求解。开展了虚拟剪切带形成的数值实验和相似材料断层滑移实验,并对非均匀变形条件下最小一乘拟合和最小二乘拟合的应变测量结果进行对比。研究发现:对于非均匀应变测量,最小一乘拟合的结果要优于最小二乘拟合;而对于均匀应变测量,两种方法具有相同的精度。

岩土工程相似模拟试验观测的可靠子区数字图像相关方法

在岩土工程相似模拟试验过程中,相似模型表面会出现裂纹和颗粒脱落,开采区域与模型表面的贯通处会形成无效区域。在测量这些情形下的变形时,传统数字图像相关(digital image correlation,简称DIC)方法会存在一定的局限性。为了提高DIC方法对于相似模拟试验过程观测的适用性,基于图像特征匹配算法提出了可靠子区DIC方法。在提出方法中,首先,通过对变形前后图像进行特征匹配以选择可靠子区;然后,通过相关运算获得可靠子区的变形参数;最后,通过对测点周围一定区域内的可靠子区中心点的位移进行最小一乘拟合获得测点的变形参数。利用提出的方法观测了采动诱发断层滑移相似模拟试验过程,并将观测结果与传统方法的进行了对比。结果表明:与传统方法相比,利用提出方法能准确地识别出裂纹和无效区域,并能获得这些区域附近更加完整的位移;提出的方法对模型表面的颗粒脱落有较强的稳定性。