张文东 卓轶 董登科 陈先民

摘要：本文基于数字图像相关法研究了裂纹识别技术。首先介绍了基于位移场的裂纹识别算法的基本原理，建立了对目标函数进行迭代优化的粗细搜索法，然后在模拟位移场数据上添加不同强度的噪声来验证该算法的鲁棒性，接着设计了CCT试件并进行了裂纹扩展试验，在整个裂纹扩展过程中利用裂纹识别技术对裂纹进行了监测，得到了裂纹长度和应力强度因子。结果表明，裂纹识别技术受噪声的影响很小，能够准确获得裂纹扩展试验的裂纹信息。该研究对飞机结构损伤容限试验中的裂纹自动测量的实现具有较高的指导价值和参考意义。

关键词：数字图像相关法；位移场；粗细搜索法；裂纹识别；试验验证；应力强度因子

中图分类号：TP391.9文献标识码：ADOI：10.19452/j.issn1007-5453.2020.05.011

基金项目：航空科学基金（20170923001）

飞机结构中大量的薄壁结构在频繁起降过程中容易产生裂纹，随着裂纹的扩展会降低机体结构的剩余强度，从而引发灾难性后果。在飞机的研制过程中，对机体结构的损伤容限性能非常重视[1，2]。在结构损伤容限性能的研究中，裂纹测量的准确性关系到损伤容限性能的定量描述，是一项重要的试验任务，因此如何确保裂纹准确可靠地测量始终是试验过程中重要的一步。目前常规的裂纹测量手段受限于自身的特点，在测量精度或自动化水平上都存在明显的不足[3]，如目视法受人为因素干扰大、无损检测法较难实现自动化等。……