西安科技大学学报

2020, v.40;No.172(02) 229-237

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基于数字图像的试样表面应力估算及应用
Estimation and application of sample surface stress based on digital image

张磊;李树刚;申凯;潘红宇;张天军;

摘要(Abstract):

为获得试样破坏过程中的表面应力分布特征,提出了基于数字图像的试样表面应力估算方法。开展了含孔试样破坏的应力场演化观测试验,利用数字图像相关技术获得试样破坏过程中的图像序列,采用VIC-3D软件计算试样的表面变形场及应变场。结合所得应变场数据及应力估算方法,计算得到试样表面应力。采用虚拟场理论建立了表面应力与轴向应力的关系,且据此评估了3种弹性模量及5种泊松比的估算效果,优选了最佳应力估算参数组合。最后将应力估算方法应用于试样破坏过程中的应力场演化分析,对比验证了应力估算准确性。结果表明:弹性模量仅影响应力估算的峰值大小,不改变应力的分布,由数字图像计算得到的平均泊松比μ_3在估算时稳定性较好;采用平均弹性模量E_(av)以及平均泊松比μ_3估算加载中期的应力较为准确;估算所得表面应力能够完整的反应试样破坏过程,表面应力集中与裂纹萌生存在对应关系。数字图像相关方法的应力估算能够量化表面应力,研究可为实验力学中的表面应力分析提供参考。

关键词(KeyWords): 应力估算;数字图像相关;表面应力;参数优选;应力演化

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 国家自然科学基金(51734007,51774234,51874234)

作者(Author): 张磊;李树刚;申凯;潘红宇;张天军;

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DOI: 10.13800/j.cnki.xakjdxxb.2020.0206

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