[发明专利]材料各向异性弹性常数检测方法、系统、装置及存储介质

权利要求书

1.材料各向异性弹性常数检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过全场应变测量技术获取材料的变形位移及应变信息；

基于特征函数虚场法建立多组虚场，各组所述虚场互不相同；

根据虚功原理分别在所述多组虚场中对所述变形位移及应变信息进行分析，获取材料各向异性弹性常数信息矩阵；

通过所述材料各向异性弹性常数信息矩阵对所述材料的各向异性弹性常数进行检测；

所述基于特征函数虚场法建立多组虚场这一步骤，其具体包括：

通过全场光学测量技术，获取材料的变形位移及应变信息，在m×n的网格上构建材料的应变场；

从所述网格上获取材料的应变分量ε_x、ε_y和γ_xy，依次记为E₁、E₂和E₃；

根据所述应变分量分别建立第一材料应变信息增广矩阵和第二材料应变信息增广矩阵，其中所述第一材料应变信息增广矩阵为第二材料应变信息增广矩阵为E^c＝[E₁ E₂ E₃]；

对所述第一材料应变信息增广矩阵和第二材料应变信息增广矩阵进行奇异值分解，然后通过主成分分析得到第一材料应变信息增广矩阵和第二材料应变信息增广矩阵的主特征函数；

通过所述主特征函数构建多组不同的虚场。

2.根据权利要求1所述的材料各向异性弹性常数检测方法，其特征在于，所述通过全场应变测量技术获取材料的变形位移及应变信息这一步骤，其具体包括：

划定材料的待检测区域，获取所述待检测区域的体积、外表面积数据；

通过全场应变测量技术获取材料的所述待检测区域的变形位移及应变信息。

3.根据权利要求1-2任一项所述的材料各向异性弹性常数检测方法，其特征在于：所述全场应变测量技术包括散斑干涉测量技术、云纹法测量技术、格栅法测量技术和数字图像相关测量技术。

4.根据权利要求2所述的材料各向异性弹性常数检测方法，其特征在于，所述根据虚功原理分别在所述多组虚场中对所述变形位移及应变信息进行分析，获取材料各向异性弹性常数信息矩阵这一步骤，其具体包括：

根据虚功原理及完全各向异性复合材料的应力应变关系，获取所述材料在应变场下的虚功关系；

根据所述虚功关系及所述多组虚场，对所述变形位移及应变信息进行分析，获取材料的应变特征方程组；

根据所述应变特征方程组，获取材料各向异性弹性常数信息矩阵。

5.根据权利要求4所述的材料各向异性弹性常数检测方法，其特征在于，所述根据虚功原理及完全各向异性复合材料的应力应变关系，获取所述材料在应变场下的虚功关系这一步骤，其具体为：

根据完全各向异性复合材料的应力应变关系及应力场和应变场关系，对所述材料在应变场下的虚功关系进行分析；

所述虚功原理公式为：其中，V为待检测区域的体积，S_T为待检测区域的外表面积，σ为应力场，t为施加在待检测区域上的外力，u^*为满足约束的任意虚位移场，ε^*为虚场；

所述完全各向异性复合材料的应力应变关系为：其中，σ₁,σ₂,σ₆为应力场，Q₁₁,Q₁₂,Q₁₆,Q₂₂,Q₂₆,Q₆₆为刚度矩阵的系数，ε₁,ε₂,ε₆为应变场；

所述应力场和应变场关系为：σ＝Cε，其中，σ为应力场，C为刚度矩阵，ε为应变场。