[发明专利]基于光学显微的一点应变测量方法

权利要求书

1.一种基于光学显微的一点应变测量方法，其特征在于，包括：

基于光学显微设备对介质被测点进行高倍率放大摄像或拍照，获得被测点局部范围高像素细观特征图像，在图像中选择若干个特征点，将所述特征点相连获得特征线段，基于所述特征线段获得特征线段集；

测量所述特征线段在初始时刻的线段长度及所述特征线段与坐标轴正方向夹角，计算夹角的余弦值；

基于所述特征线段在后续某一时刻的线段长度与所述特征线段在初始时刻的线段长度，计算特征线段相比于初始时刻长度的相对变化量；

基于所述特征线段长度的相对变化量、一点的应变状态与该点任意方向正应变之间的关系，计算被测点的应变，获得应变测量结果。

2.根据权利要求1所述的基于光学显微的一点应变测量方法，其特征在于，所述光学显微设备的放大倍率在1倍～100000倍之间连续可调，特征图像像素不低于100万。

3.根据权利要求1所述的基于光学显微的一点应变测量方法，其特征在于，所述特征线段的长度及所述特征线段与坐标轴正方向之间的夹角基于所述光学显微设备或图像分析软件的虚拟标尺、标记和像素点位置识别功能实现。

4.根据权利要求1所述的基于光学显微的一点应变测量方法，其特征在于，所述特征点为与被测介质固接且同步变形的可分辨物理特征点，至少包括尖点、凹点、散斑、颜色。

5.根据权利要求1所述的基于光学显微的一点应变测量方法，其特征在于，所述特征线段为从一个特征点中心位置至另一个特征点中心位置的直线段。

6.根据权利要求1所述的基于光学显微的一点应变测量方法，其特征在于，

所述若干个特征点为特征点数量满足两两相连所得的特征线段中不平行线段数量不少于3条；

所述特征线段集为根据需要连接任意两个特征点得到的特征线段的集合，且不平行线段数量不少于3条。

7.根据权利要求1所述的基于光学显微的一点应变测量方法，其特征在于，

所述相对变化量在数值上等于被测点应变在线段方向上的正应变，其计算表达式为：

式中,为特征线段的初始长度，为被测点产生变形后特征线段在T时刻的线段长度；为T时刻特征线段的相对变化量。

8.根据权利要求1所述的基于光学显微的一点应变测量方法，其特征在于，

所述一点的应变状态为：ε＝[ε_x,ε_y,γ_xy]；

所述一点应变与任意方向正应变关系为：

式中，l和m分别为线段与x轴和y轴正方向夹角的余弦值；为一点应变ε在该方向的正应变。

9.根据权利要求8所述的基于光学显微的一点应变测量方法，其特征在于，

T时刻各特征线段方向上的正应变用被测点的应变状态分量ε_x、ε_y、γ_xy表示为：

式中,l_i和m_i分别为在初始时刻各线段与x轴和y轴正向夹角的余弦值。

10.根据权利要求1所述的基于光学显微的一点应变测量方法，其特征在于，

当特征线段集中不平行特征线段数量等于3时，构建一点应变计算方程组，求解该方程组可得一点应变分量ε_x、ε_y、γ_xy；当特征线段集中不平行特征线段数量大于3时，所构建方程组为超静定方程组，利用最小二乘法求解一点应变的分量ε_x、ε_y、γ_xy的最优解；

所述一点应变分量ε_x、ε_y、γ_xy计算表达式可统一表示为：