復合材料在高應變率載荷下的使用安全性，一直是航空航天、國防工業(yè)、交通運輸和其他工程應用中的關鍵問題。復合材料在高應變率加載下的塑性或延性退化，即高應變率脆性，日益成為科研工作者關注的焦點。

為了分析復合材料在高速拉伸過程的瞬態(tài)脆性斷裂機理，使用高速攝像機對試驗過程進行圖像采集，并使用新拓三維XTDIC-SPARK三維高速測量系統(tǒng)，基于數(shù)字圖像相關方法（DIC技術），測得瞬態(tài)位移場、應變場和速度場等，從而進一步分析拉伸沖擊荷載下復合材料的變形瞬態(tài)脆裂破壞現(xiàn)象和機理。

XTDIC-SPARK三維高速測量系統(tǒng)，采用三維數(shù)字圖像相關方法（DIC技術），可直接控制高速攝像機采集，通過參考點和時序信息計算追蹤點的位移、速度、加速度等數(shù)據(jù)。XTDIC-SPARK三維高速測量系統(tǒng)特別適合高速跟蹤測量，可逐幀同步記錄外部的加載或位移數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)高速或超高速等極端試驗的非接觸全場動態(tài)應變測量。

DIC技術測試流程

試樣表面噴涂散斑

為了捕獲用于DIC技術軟件算法分析的圖像，需預先在復合材料試樣上制作散斑圖案，在獲取高質(zhì)量圖像采集的同時，極薄的散斑不會影響復合材料的硬度和力學響應行為。

高速攝像機采集圖像

拉伸試驗過程中，通過高速攝像機拍攝試樣的動態(tài)變形過程，獲取DIC技術軟件分析所需的數(shù)字圖像（散斑圖）。

DIC技術測試試驗結(jié)果

將高速攝像機采集的圖像，導入XTDIC-SPARK三維高速測量系統(tǒng)DIC分析軟件中，檢測分析試樣表面的應變分布。

從DIC技術軟件測試結(jié)果可看出，拉伸過程中試樣表面應變量不斷增大，并出現(xiàn)明顯的應變集中區(qū)域。當拉伸應變超過試樣的延伸率極限時，應變集中區(qū)域中發(fā)生脆斷。

利用DIC技術軟件對高速攝像機采集的圖像進行處理，通過跟蹤試樣表面散斑圖案的變形過程，計算散斑域的灰度值變化，得到試樣表面的變形和應變數(shù)據(jù)。

利用DIC技術軟件對散斑圖像進行分析處理，并采用拉格朗日(Lagrange)算法進行計算，得到復合材料試樣表面應變場云圖。DIC技術能夠提供全場的位移和應變數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可用于分析材料在加載過程中的變形行為，如裂紋萌生、演化、擴展和彈塑性階段的動態(tài)變化。

采用新拓三維XTDIC-SPARK三維高速測量系統(tǒng)，實現(xiàn)復合材料試樣在了高速拉伸試驗過程中的散斑圖像動態(tài)采集和分析。DIC技術在復合材料試樣拉伸試驗中能夠完成瞬態(tài)位移場、應變場的測量，以此為基礎分析試樣在高應變率載荷下的變形行為及脆性斷裂破壞機理，從而幫助研究者更好地理解復合材料的動態(tài)拉伸強度和脆性斷裂機制。