[发明专利]基于三维几何形貌匹配的应变测试方法

摘要

本发明公开了一种基于三维几何形貌匹配的应变测试方法，被测样品表面进行处理以形成具有微米级粗糙度结构的表面形貌，采样获得被测样品表面考察区域的微米级三维形貌数据，在被测样品承受外力发生变形过程中对被测样品表面考察区域的三维形貌信息进行连续测量直至试验停止，分别记为M1、M2、…、Mn，对记录的三维形貌数据M0、M1、…、Mn进行处理，计算被测样品表面考察区域的应变；能够在没有样品表面形变过程的照片或照片清晰度不够时，可以依据几何形貌数据的匹配分析获得该样品表面的应变分布，是一种有别于传统数字散斑图像分析方法进行应变测量的新途径。

主权项

1.一种基于三维几何形貌匹配的应变测试方法，其特征在于：所述应变测试方法为：1)被测样品表面进行处理以形成具有微米级粗糙度结构的表面形貌；2)采样获得被测样品表面考察区域的微米级三维形貌数据，记为M₀，M₀为初始时刻被测样品表面考察区域三维形貌数据，M₀由若干个包含被测样品表面考察区域峰/谷高度信息的三维数据点P₀(X_i，Y_i，Z_i)构成；3)在被测样品承受外力发生变形过程中对被测样品表面考察区域的三维形貌信息进行连续测量直至试验停止，初始时刻后按照采样时间间隔Δt测量被测样品表面考察区域三维形貌数据，分别记为M₁、M₂、…、M_n；4)对步骤2)和步骤3)记录的三维形貌数据M₀、M₁、…、M_n进行处理；4a)对记录的三维形貌数据M₀、M₁、…、M_n进行拟合得到每一点在各自中位面上的投影点、投影高度和法向矢量；4b)对三维形貌数据M₀、M₁、…、M_n中的每一点在各自中位面上的投影高度进行归一化处理；5)计算被测样品表面考察区域的应变被测样品表面考察区域的变形对应于中位面在空间上的变化，将M₀中位面Q划分虚拟网格，通过相关性匹配分析在后续M₁、M₂…、M_n的各自中位面上找到虚拟网格各节点的对应位置，再通过虚拟网格节点构成的三角形边长变化和均匀应变假设求出被测样品表面考察区域的应变。