[发明专利]一种基于长方形子区的应变局部化带应变的光学测量方法

权利要求书

1.一种基于长方形子区的应变局部化带应变的光学测量方法，包括：

步骤1、采集受载过程中物体一个表面的图像；

步骤2、建立以水平方向为X轴，向右为正，以垂直方向为Y轴，向下为正，以图像的左上角为坐标原点O的直角坐标系XOY，利用数字图像相关方法，获得图像上各测点的位移和应变；

其特征在于，还包括：

步骤3、根据应变场中应变局部化带的分布规律，在应变场的多条应变局部化带中选择任意一条待测应变局部化带，在第一张图像上，选定待测应变局部化带的测量区域，获得待测应变局部化带的倾角θ；

步骤4、在除第一张图像外的其他各张图像上确定与测量区域有关的包含待测应变局部化带的区域，将测量区域和包含待测应变局部化带的区域旋转相同的角度α，使包含待测应变局部化带的区域内的待测应变局部化带水平或垂直；

步骤5、在旋转后的测量区域上布置n条与旋转后的待测应变部化带切向垂直的测线，建立n个直角坐标系X′_iO′_iY_i′，i＝1～n，并在各测线上布置若干测点，以各测点为中心设置长边平行于旋转后的待测应变局部化带切向的长方形子区；

步骤6、利用二阶数字图像相关方法获得当前X′_iO′_iY_i′坐标系下旋转后的待测应变局部化带多条测线上的X′方向线应变ε_X′、Y′方向线应变ε_Y′、坐标系X′O′Y′下的剪切应变γ_X′Y′分布规律，子区采用(2M+1)×(2N+1)像素的长方形子区；

步骤7、通过应变转换公式将X′_iO′_iY_i′坐标系下的应变转换为XOY原坐标系下的应变。

2.根据权利要求1所述的基于长方形子区的应变局部化带应变的光学测量方法，其特征在于，所述步骤2，包括：

步骤2.1、任意选定一系列图像，确定选定图像的拍摄时间，确定测点数目及各测点在选定的第一张图像上的位置，以各测点为中心设置正方形子区，设置子区尺寸；

步骤2.2、利用数字图像相关方法，计算各测点在除第一张图像外其他各张图像上的位置，根据各测点在第一张图像和其他图像上的位置差，确定各测点在不同时刻的位移，利用位移和应变的关系，获得各测点的应变。

3.根据权利要求1所述的基于长方形子区的应变局部化带应变的光学测量方法，其特征在于，所述步骤3，包括：

步骤3.1、根据不同时刻应变场中应变局部化带的分布规律，在应变场的多条应变局部化带中选择任意一条待测应变局部化带，在第一张图像上，选定待测应变局部化带的测量区域；

步骤3.2、对采用数字图像相关方法获得的应变场进行插值，对插值后的应变场中待测应变局部化带上的应变数据对应的坐标进行线性拟合，从而获得待测应变局部化带的倾角θ。

4.根据权利要求1所述的基于长方形子区的应变局部化带应变的光学测量方法，其特征在于，所述步骤4，包括：

步骤4.1、在除第一张图像外的其他各张图像上确定与测量区域有关的包含待测应变局部化带的区域；

步骤4.2、通过仿射变换将测量区域和包含待测应变局部化带区域旋转相同的角度α，使包含待测应变局部化带的区域内的待测应变局部化带水平或垂直。

5.根据权利要求1所述的基于长方形子区的应变局部化带应变的光学测量方法，其特征在于，所述步骤5，包括：

步骤5.1、在旋转后的测量区域上布置n条与旋转后的待测应变局部化带切向垂直的测线，建立以旋转后的待测应变局部化带切向为X′_i轴，以旋转后的待测应变局部化带法向为Y_i′轴，以测线起点O′_i为原点的n个直角坐标系X′_iO′_iY_i′，i＝1～n，n表示测线的条数；

步骤5.2、在各测线上布置等间隔的若干测点，以各测点为中心设置长边平行于旋转后的待测应变局部化带切向的长方形子区，设置长方形子区尺寸。