低温数字图像相关方法中的制斑技术及其相关应用

数字图像相关技术(Digital Image Correlation, DIC)是一种基于散斑载体的全场变形测量技术。散斑载体的制备是实现变形测量的关键,目前已有喷涂、刻蚀、转印等一系列制斑方法。低温实验测试表明,常温制斑工艺在低温下会出现脆化效应,导致载体承受大变形时易开裂和脱落,使得变形测量产生较大误差,此外测量结果也受到结霜和气流扰动等问题影响,因此迫切需要开发低温散斑制备工艺。结合相关需求,本文发展了刻蚀喷涂法和基于聚四氟乙烯(PTFE)衬底的喷涂法2种低温制斑工艺,由此制得的散斑在低温条件下具有良好的稳定性,低温验证实验中,试件直至断裂前均未发生衬底开裂和散斑脱落;使用13X分子筛干燥方法解决了低温测量中的结霜问题,减少了结霜引起的图像噪声。将开发的低温制斑工艺成功应用于焊接件的低温力学性能测试和断裂力学参数反演,常温和-180℃的拉伸实验测试结果表明,低温下材料的弹性模量呈递增趋势,应力强度因子(Stress-intensification Factor, SIF)呈递减趋势。