複合材料細觀全場三維變形的實驗分析方法研究

《複合材料細觀全場三維變形的實驗分析方法研究》是依託上海交通大學，由周軼昊擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：複合材料細觀全場三維變形的實驗分析方法研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：周軼昊
• 依託單位：上海交通大學

項目摘要

本項目針對同步輻射CT測試複合材料所獲得的體圖像序列，提出一種體圖像分析方法，能夠獲取材料內部全場及各組分自身的三維變形。首先通過體圖像分割自動提取出各增強相（如纖維或顆粒）的空間位置和三維形狀，運用特徵點匹配和子圖像匹配建立變形前、後增強相的對應關係，對匹配的增強相進行三維形狀配準獲取其位移和變形，然後對變形前、後的基體輪廓進行形狀特徵點匹配，再結合增強相的變形建立基體的位移邊界條件，計算基體的全場三維變形。該體圖像分析方法為同步輻射CT測試技術增添了材料內部各組分全場變形的分析方法，為研究複合材料巨觀力學性能與細觀力學行為之間的關係，以及最佳化材料設計和製備工藝提供了有效的實驗方法。

結題摘要

本項目的主要研究內容包括以下幾個方面：研究了基於B樣條插值和預濾波的體圖像相關方法，該方法能夠有效地減少體圖像中高頻分量和亞像素插值導致的測量誤差，並且有著較高的運算效率。基於三維數字圖像相關方法分析了裂紋尖端三維變形場，研究了非均勻材料中不同區域的裂紋端部場在裂紋擴展過程中的變化規律。針對非協調接觸問題，研究了基於局部位移場以及接觸模型的接觸力識別方法，可以用於測量接觸面的分布力。建立了雙解析度的數字圖像相關係統，並基於該系統分析了接觸中的全場變形測試、應變集中分析等關鍵問題。該項目對於工程中廣泛存在的接觸現象以及斷裂問題提供了基於光學方法的實驗研究手段，具有一定的科研以及實用價值。