[发明专利]基于图像自动分区的非均质材料多参数反演方法及装置

权利要求书

1.一种基于图像自动分区的非均质材料多参数反演方法，其特征在于，包括：

制作散斑试件，所述散斑试件包括散斑标记点；

将所述散斑试件固定在试验机上，采集所述散斑试件变形前的原始散斑图像，通过所述试验机向所述散斑试件施加第一载荷，采集所述散斑试件在弹塑性段内的变形过程中的M幅第一散斑图像，所述弹塑性段包括弹性阶段和塑性阶段，M为正整数；

根据所述原始散斑图像和M幅所述第一散斑图像计算所述散斑试件在变形过程中的位移场，排除刚体平动和刚体转动，得到M幅校正后的第二散斑图像；

在所述原始散斑图像上选取待测范围；

根据所述位移场计算所述待测范围内的应变梯度，根据所述应变梯度自动将所述待测范围划分为多个区域，多个所述区域包括第一区域至第N区域；

依次选定所述第一区域至所述第N区域，按照以下方法分别得到所述第一区域至所述第N区域的弹塑性本构参数：

选定待测区域，以所述散斑试件的待测弹塑性本构参数为待优化量，按照以下方式定义所述待测区域的迭代初始值p_i,0：

p_i,0＝[E,v,A,B,n]_i,0，

其中，p_i,0为所述迭代初始值，E为弹性模量，v为泊松比，A为屈服强度，B为硬化系数，n为硬化指数；

根据所述迭代初始值和实验边界条件，在所述待测区域内分别对M幅所述第二散斑图像进行时序仿射变换，得到对应的M幅构造变形前的第三散斑图像；

构建目标函数，设定终止迭代条件，将M幅所述第三散斑图像和所述原始散斑图像代入所述目标函数对所述待测弹塑性本构参数进行迭代优化，根据迭代得到的校正修改量更新所述待测区域的弹塑性本构参数校正值；

若所述目标函数或所述校正修改量满足所述终止迭代条件，将所述弹塑性本构参数校正值作为所述待测区域的弹塑性本构参数输出。

2.根据权利要求1所述的基于图像自动分区的非均质材料多参数反演方法，其特征在于，所述根据所述迭代初始值和实验边界条件，在所述待测区域内分别对M幅所述第二散斑图像进行时序仿射变换，得到对应的M幅构造变形前的第三散斑图像，包括，

在所述弹性阶段内，按照以下方法对所述第二散斑图像进行时序仿射变换：

x₂(t)＝x₁(t)+U_Fe(E,v,F(t),x₁(t),y₁(t))+U_θ+U,

y₂(t)＝y₁(t)+V_Fe(E,v,F(t),x₁(t),y₁(t))+V_θ+V,

其中，x₁(t)为所述散斑标记点在所述第二散斑图像中的横坐标，y₁(t)为所述散斑标记点在所述第二散斑图像中的纵坐标，U_Fe为由载荷产生的沿横轴方向上的弹性变形，V_Fe为由载荷产生的沿纵轴方向上的弹性变形，E为所述弹性模量，v为所述泊松比，F(t)为第t时刻的载荷，U_θ为刚体转动沿横轴方向上的位移分量，V_θ为刚体转动沿纵轴方向上的位移分量，U为沿横轴方向上的刚体平动，V为沿纵轴方向上的刚体平动，x₂(t)为所述散斑标记点在所述第三散斑图像中的横坐标，y₂(t)为所述散斑标记点在所述第三散斑图像中的纵坐标。