[发明专利]多缺陷材料M积分的无损测量方法

摘要

本发明公开了一种多缺陷材料M积分的无损测量方法，通过数字散斑相关技术，利用光学测量设备ARAMIS 4M(GOM mbh)测得试件表面的位移场；通过均值滤波器对位移场进行平滑处理，并利用三次样条拟合求得位移场沿两个坐标轴的梯度；通过材料本构方程，计算材料表面应力场及应变能密度分布；代入M积分的定义表达式，选取包含缺陷的任意闭合路径，通过数值积分计算M积分值。该方法适用于各种不同的缺陷及缺陷群，可用于评估航天、航空、机械等领域各种形式的材料损伤与结构完整性。

主权项

1.一种多缺陷材料M积分的无损测量方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)针对二维构件存在的复杂形式微缺陷群损伤的试件，首先将试件表面喷涂成随机分布的散斑状态，设置ARAMIS两镜头夹角为25°，用MTS设备对试件进行加载；(2)通过成夹角25°的ARAMIS镜头记录加载过程的试件表面状态，利用三维数字散斑相关软件计算每一对照片所对应加载下的变形位移场u_x和u_y；(3)使用均值滤波器手段处理含有噪声的位移场，以得到平滑数据；将平滑处理后的位移场在两坐标轴方向上用三次样条曲线进行拟合，求其梯度，进而得到位移场沿两个坐标方向的偏导数：和根据材料的几何方程：计算求得试件表面的应变场ε_xx，ε_yy，ε_xy；通过线弹性材料的本构方程获得试件表面的应力状态σ_xx，σ_yy，σ_xy；进而获得试件表面的应变能密度分布w＝σ_xxε_xx/2+σ_yyε_yy/2+σ_xyε_xy；(4)选取围绕缺陷的任意闭合积分路径，将路径上所有点的应力、位移梯度、应变及应变能密度状态代入M积分定义表达式，通过数值积分插值算法，计算得到M积分值。