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基于数字图像相关的复合材料损伤识别与寿命预测技术

一、引言

复合材料因其高强度重量比和耐腐蚀性被广泛应用于航空航天、汽车制造、风电叶片等领域。然而其损伤形式多样且难以直接观测。数字图像相关技术(Digital Image Correlation, DIC)凭借其全场、非接触、高分辨率的特点,成为复合材料损伤识别的重要工具。本文将探讨其技术架构与典型应用。


二、核心技术流程

高速图像采集

使用高分辨率相机记录加载过程中的变形演化。

位移场与应变场重建

利用互相关算法追踪像素区域运动轨迹。

损伤定位与模式识别

基于局部应变突变或主成分分析判断裂纹、分层位置。


三、典型应用场景

碳纤维增强塑料(CFRP)冲击损伤检测

分析低速冲击后的内部损伤扩展规律。

风电叶片疲劳测试

长期监测叶片在交变载荷下的裂纹萌生与发展。

航空结构件失效分析

获取飞机蒙皮、翼梁等部件的应力分布与损伤演化。


四、未来发展方向

AI辅助损伤分类与寿命预测

提升损伤识别自动化水平与预测准确性。

DIC与声发射、红外热像融合检测系统

构建多源信息协同的综合损伤评估体系。


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