【摘 要】
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数字散斑相关方法(digital speckle correlation method,DSCM)是20世纪80年代伴随着光电子技术、数字图像处理技术和计算机技术发展起来的一种新的光测实验力学方法。与其它
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数字散斑相关方法(digital speckle correlation method,DSCM)是20世纪80年代伴随着光电子技术、数字图像处理技术和计算机技术发展起来的一种新的光测实验力学方法。与其它传统的光测力学方法和电测方法相比,DSCM具有光路简单、环境适应性强、非接触、全场测量等优点,同时也更加依赖于计算机的运算处理。本文对DSCM的基本原理及实验系统的关键技术进行了分析和阐述,并运用在此基础之上编写的DSCM的计算软件,对混凝土试块在轴向压缩载荷作用下的变形性能进行了研究。
本文所做的主要工作和取得的主要成果如下：⑴论述了数字散斑相关方法的基本原理,完整阐述了从物体变形前后的图像采集到搜索目标图像的相关运算,再到进一步精确计算结果的亚像素重建的数字散斑相关方法的整个计算过程。介绍了在数字散斑相关方法研究中较常使用的几种相关公式,对用于目标图像搜索的Newton-Raphson迭代算法,及用于亚像素重建的基于灰度插值的亚像素定位法和基于相关系数插值的亚像素定位法作了公式推导,并简要分析了几种计算方法的特点；⑵数字散斑相关方法的计算软件。采用C++开发的数字散斑相关计算软件性能优良,界面友好,包含了对变形前后散斑图像进行相关计算处理的一般流程。软件内容包括初像素搜索、亚像素搜索、位移场计算、保存结果等部分,实现了数字散斑相关数据处理的关键部分；⑶利用弹性模量测定和纯弯曲梁正应变分布规律的测定两个实验验证了DSCM实验系统和计算软件的有效性；⑷把数字散斑相关方法应用于混凝土表面变形的测量,得到了混凝土表面位移场,并对该方法应用过程中CCD采集视场的合适范围和计算应变的最小标距长度进行了量化。
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