● 摘要
数字散斑相关技术是近年来发展起来的一种高精度的二维面内位移与应变的测试方法。在理论研究与实际工程中都有着广泛的应用前景。数字相关图像测量是基于变形前后两幅数字散斑图像的比较，从而测量出位移和应变的新的测量方法。该方法具有散斑图像采集方式简单，测量环境要求低，直接测取位移和应变两组信息，便于实现自动化的优点。为配合和发展数字相关测量方法的研究，使数字相关图像测量方法的精度和相对速度有所提高，满足全场正应变的测量要求，本文对数字散斑相关测量方法进行了系统的研究，在线性应变子区位移模式下研究探索数字散斑方法中相关搜索算法。本文编制了数字散斑相关方法的软件，并利用已有设备配合软件进行了工程测试，试验表明，全场正应变的测量灵敏度达到了50-100 ，剪应变测量的灵敏度达到了100-160 ，测量精度较高。本文利用三次样条插值的方法进行亚像素的重建工作。利用变形前后两幅图的相关系数，建立所需要的方程组，然后利用迭代法求解，在初值赋予合理适当的前提下，可以较快并且非常精确的得到位移和应变。本文还对初值的估计方法作了一定的研究，创造性的提出了利用最小二乘法估计初值的新方法，扩大了Newton迭代法的适用范围。本文的迭代方法实现了较高的精度要求，并且在时间速度上也相对较快。本文对数字散斑测量方法的测量误差进行了系统的理论分析和试验研究，分析了各项测量误差的产生原因及实验现象，并提出了相应的消除和抑制误差的有效措施。