[发明专利]一种物体平面内的应变率场的光学测量方法

摘要

本发明一种物体平面内的应变率场的光学测量方法，属于物体应变率场测量技术领域；该方法首先利用拍摄设备采集多张被测物体在受载过程中一个平面的图像，并选定测量图像，其次设定测量图像张数、子区尺寸和测点数目，将测点所在图像区域离散成无重叠且无间隙的三角形像素块，利用高斯定理和几何方程获得被测物体平面内的应变率场；本发明优于基于中心差分方法的数字图像相关方法，计算过程简单便捷，仅需做求和计算便可获得结果，编程容易实现，并且提高了准确率和可信度，在固体实验力学领域有广泛的应用前景。

主权项

1.一种物体平面内的应变率场的光学测量方法，包括以下步骤：步骤1、根据实际需求，在被测物体的一个表面上采用涂料制作人工散斑，利用拍摄设备采集多张被测物体在受载过程中一个平面的图像；步骤2、设定测量图像张数、子区尺寸和测点数目，在采集的多张图像中选定测量图像，并设定每个测点在首张测量图像上的位置，采用数字图像相关方法，获得被测物体在受载过程中平面内的测点的位移场，进而获得平面内的测点的速度场；其特征在于，还包括以下步骤：步骤3、以每个测点为顶点，将首张测量图像的测点所在图像区域离散成无重叠且无间隙的三角形像素块；根据每个测点在首张测量图像上的位置和获得的平面内的测点的速度场，获得每个三角形像素块的几何参数和每个顶点的速度；所述的几何参数包括三角形像素块的面积、每条边的长度和每条边的单位外法向量；步骤4、利用高斯定理和几何方程，根据首张测量图像中每个三角形像素块的几何参数和每个顶点的速度，获得每个三角形像素块的应变率，即获得被测物体平面内的应变率场；所述的获得每个三角形像素块的应变率，采用以下公式：其中，表示每个三角形像素块的应变率张量；A表示每个三角形像素块的面积；k表示每个三角形像素块的第k条边，取值范围为[1,2,3]；表示每个三角形像素块的第k条边的速度在i方向的分量，由该边的两个端点的速度取平均获得；表示每个三角形像素块的第k条边的单位外法向量在j方向的分量；表示每个三角形像素块的第k条边的速度在j方向的分量，由该边的两个端点的速度取平均获得；表示每个三角形像素块的第k条边的单位外法向量在i方向的分量；(Δs)^(k)表示每个三角形像素块的第k条边的长度；i表示坐标轴i，为x轴或y轴；j表示坐标轴j，为x轴或y轴。