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本文用电子散斑干涉法对硬夹杂铝、空洞夹杂试件在拉伸载荷作用下的离面位移场进行了测量,对其试验结果用Matlab语言进行了数字图像处理。与用ANSYS有限元分析软件对其进行力学模拟的位移场与应变场结果进行比较,得到了实验与力学模拟吻合一致的结论,从实验和力学模拟分析上为研究夹杂材料损伤扩展的基本规律打下了一定的基础,对其应用提供了一定的理论依据和指导作用。本文的具体研究内容为:(1)选用合适的测量离面位移的电子散斑实验光路,对逐步拉伸载荷下的硬夹杂铝和空洞夹杂试件进行测量。(2)用MATLAB语言对散斑干涉条纹进行数字图像处理,处理方法包括直方图均化、灰度调整、中值滤波、指数低通滤波、巴特沃斯低通滤波和二值化。分析和总结了夹杂材料在拉伸载荷下的条纹变化趋势。(3)利用ANSYS有限元软件对硬夹杂铝和空洞夹杂试件在拉伸载荷下的位移场、应力场、应变场进行了力学模拟分析,并和电子散斑干涉法实验结果进行了比较,得到了一致、吻合和合理的结果。通过本文的研究,得到以下结论:1.采用巴特沃斯低通滤波进行散斑干涉图像滤波处理,可以提高散斑干涉条纹的对比度,有利于级间条纹的判别和解释。2.当拉伸载荷沿y方向时,硬夹杂上下两端是第一条暗条纹萌生的位置,即硬夹杂上下两端的位移或应变的数值最大。随着加载负荷的增加,条纹以上下两端为中心逐步向硬夹杂左右位置扩散,条纹数量逐渐增多;上下两端位置为薄弱区,若荷载超过线弹性范围,在此处将最先产生微裂纹,接着裂纹向硬夹杂左右位置扩展;而空洞夹杂情况与之相反。3.ANSYS对实体模型进行力学模拟中,采用分区域网格划分方法,可以提高计算机的计算速度;电子散斑干涉相关条纹定性分析的情况可以用平面应力模型下z方向的应变场来进行模拟分析;相对于实体模型,选用平面应力模型对拉伸下的空洞夹杂试件进行模拟可得到较精确、简单的应变、应力分布。4.ESPI条纹图和有限元数值模拟的位移等值线图所表征的硬夹杂和空洞夹杂周围变形场在形状和分布上的吻合,证明了实验、图像处理和有限元数值模拟的方法的合理性和正确性。5.数值模拟分析结果表明,当拉伸载荷沿y方向时,硬夹杂物的上下两端为高位移区,高应变区以及高应力区,而左右两端为低位移区、低应变区、低应力区;空洞夹杂的情况正好与之相反。ESPI干涉条纹总是首先在应力最大的位置萌生,然后向低应力区传播。应力最大位置为薄弱区,将最先产生微裂纹。