[发明专利]基于二维数字图像相关法的橡胶应变矫正方法和测量装置

权利要求书

1.一种基于二维数字图像相关法的橡胶应变矫正方法，其特征在于：包括以下步骤：

在橡胶试件(1)标距区的正表面划分出测量区，测量区两侧为矫正区；在矫正区通过润滑脂粘附2n个薄片(2)，n为正整数，薄片位置关于测量区对称；所述薄片的硬度高于橡胶试件，且所述润滑脂选择为在拉伸过程中使得薄片(2)可与橡胶试件(1)表面产生相对滑动；在标距区的侧表面对应薄片的位置粘贴挡片(3)；测量区和薄片(2)上均制备有散斑图案；

拉伸机夹持橡胶试件(1)，并完成拉伸实验，在实验过程中，记录橡胶试件(1)在加载下的变形图像，利用数字图像相关法得到测量区、2个矫正区的应变数据，利用矫正区的应变数据对测量区的应变数据进行矫正，获得橡胶试件变形过程中的应变值。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：在拉伸橡胶试件(1)前，利用张正友标定法获得相机内参矩阵以及径向畸变系数：

实验过程中记录橡胶试件(1)的变形图像后，利用获得的相机内参矩阵以及径向畸变系数，对变形图像进行畸变矫正。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用矫正区的应变数据对测量区的应变数据进行矫正为：用测量区的应变数据减去所有薄片(2)应变数据的均值。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测量区和所述薄片(2)上散斑图案的制备方式为：所述薄片(2)采用哑光硬片，将薄片(2)粘附在测量区两侧，在薄片(2)哑光面和测量区涂覆硅油，然后均匀撒上黑色粉末，形成散斑图案。

5.如权利要求1-4任意一项所述的方法，其特征在于，所述薄片(2)靠近挡片(3)的一侧与挡片(3)所在平面留有一定间隙；所述挡片(3)靠近薄片(2)的一侧超过薄片(2)所在平面一段距离；所述挡片(3)在试件拉伸过程中可限制薄片(2)的面内旋转。

6.一种基于二维数字图像相关法的橡胶应变测量装置，其特征在于，该装置包括橡胶试件(1)、2个薄片(2)、2个挡片(3)、相机(4)和处理模块(5)；

橡胶试件(1)标距区的正表面划分出测量区，测量区两侧为矫正区；

2个薄片(2)通过润滑脂粘附于所述矫正区；薄片位置关于测量区对称；所述薄片的硬度高于橡胶试件，且所述润滑脂选择为在拉伸过程中使得薄片(2)可与橡胶试件(1)表面产生相对滑动；挡片(3)贴附于标距区的侧表面，位置于薄片(2)相对应；测量区和薄片(2)上均制备有散斑图案；

所述相机，用于在拉伸机夹持橡胶试件(1)进行拉伸实验的过程中记录橡胶试件(1)在加载下的变形图像，发送给处理模块；

所述处理模块，用于根据所述变形图像，利用数字图像相关法得到测量区、2个薄片的应变数据，用测量区的应变数据减去2个薄片(2)应变数据的均值，获得矫正后的橡胶试件应变值。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述薄片(2)采用哑光硬片，将薄片(2)粘附在测量区两侧后，在薄片(2)哑光面和测量区涂覆硅油，然后均匀撒上黑色粉末，获得所述散斑图案。

8.如权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述薄片(2)靠近挡片(3)的一侧与挡片(3)所在平面留有一定间隙；所述挡片(3)靠近薄片(2)的一侧超过薄片(2)所在平面一段距离；所述挡片(3)在试件拉伸过程中可限制薄片(2)的面内旋转。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述挡片(3)采用与薄片(2)相同的材质和结构。

10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述薄片厚度小于0.5mm；薄片的弹性模量为E_sheet≥1GPa；润滑脂稠度等级大于等于2的呈现固体或半固体状的润滑脂。