数字图像相关方法测量芳纶纤维复合材料I型裂纹应力强度因子

郝文峰¹，陈新文¹，邓立伟¹，王翔¹，姚学锋²

1. 北京航空材料研究院航空材料检测与评价北京市重点实验室2. 清华大学工程力学系

摘 要：将数字图像相关方法用于芳纶纤维复合材料单边裂纹在拉伸载荷作用下的断裂问题研究。介绍数字图像相关方法的基本原理,建立数字图像相关方法中位移场与裂纹尖端应力强度因子之间的关系。通过搭建数字图像相关方法光学非接触测量系统,试验表征含单边裂纹芳纶纤维复合材料试验件在拉伸载荷作用下的全场位移。由数字图像相关方法所得位移场提取不同载荷作用下裂纹尖端应力强度因子,并分析最小二乘拟合项数、数字图像相关计算子区域和步长大小对计算结果的影响。结果表明,增加最小二乘拟合项次和合理选择数字图像相关计算子区域和步长大小可以提高应力强度因子计算精度。

关键词：芳纶纤维复合材料;数字图像相关;应力强度因子;裂纹;