隨著對(duì)產(chǎn)品減重要求的提高，復(fù)合材料因其高比強(qiáng)度和比模量特點(diǎn)，逐漸被應(yīng)用到建筑、航空和汽車等工業(yè)領(lǐng)域。

    復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件所占結(jié)構(gòu)質(zhì)量的比例，已成為衡量結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)先進(jìn)性的重要指標(biāo)之一，同時(shí)減重是提高汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的重要策略。

    復(fù)合材料在建筑工程的應(yīng)用，有利于塑造復(fù)雜的、流暢的和有創(chuàng)意的形狀，即使在機(jī)械和環(huán)境的壓力下，仍能保持其形狀和功能。

    復(fù)合材料疲勞失效性能

    一般對(duì)于金屬材料材料來(lái)說(shuō)，一旦產(chǎn)生裂紋，結(jié)構(gòu)很快失效，因而更關(guān)注裂紋萌生。

    而復(fù)合材料結(jié)構(gòu)產(chǎn)生損傷后，結(jié)構(gòu)還能繼續(xù)承載，但裂紋的出現(xiàn)可能導(dǎo)致宏觀剛度的變化，進(jìn)而影響結(jié)構(gòu)疲勞耐久性。

    復(fù)合材料具有強(qiáng)度和剛度上的各向異性、內(nèi)部構(gòu)造上的不均勻性和不連續(xù)性等特點(diǎn)，這些特點(diǎn)使其疲勞損傷和破壞機(jī)理比各向同性的金屬材料復(fù)雜得多。

     數(shù)字圖像相關(guān)法（dic技術(shù)）適用于復(fù)合材料疲勞裂紋的萌生與擴(kuò)展檢測(cè)，異質(zhì)材料的疲勞測(cè)試，復(fù)雜環(huán)境下的材料疲勞實(shí)驗(yàn)，傳統(tǒng)的應(yīng)力-應(yīng)變測(cè)試手段則難以勝任。

    將疲勞失效仿真應(yīng)用到工程上，目前仍有很大的難度，首先結(jié)構(gòu)材料特性與加工過(guò)程緊密相關(guān)，復(fù)雜材料特性需要專門的識(shí)別方法和技術(shù)。

    其次在整個(gè)剛度衰減過(guò)程中，結(jié)構(gòu)應(yīng)力不斷重新分布，不斷通過(guò)有限元進(jìn)行反復(fù)迭代計(jì)算，在復(fù)雜載荷場(chǎng)景下，計(jì)算成本難以接受。

    目前，對(duì)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)疲勞失效過(guò)程的研究，大多采用仿真計(jì)算和試驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方式。

    dic技術(shù)-復(fù)合材料疲勞失效分析

    數(shù)字圖像相關(guān)法（dic技術(shù)）作為一種新型的測(cè)量方法，能夠?qū)Y(jié)構(gòu)表面全場(chǎng)位移和應(yīng)變進(jìn)行分析，可通過(guò)測(cè)量試件的應(yīng)變場(chǎng)變化，來(lái)分析復(fù)合材料疲勞失效過(guò)程。

    數(shù)字圖像相關(guān)法（dic技術(shù)）通過(guò)CCD攝像機(jī)記錄復(fù)合材料動(dòng)載荷下，變形前后的兩幅散斑圖，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換得到兩個(gè)數(shù)字灰度場(chǎng)，對(duì)兩個(gè)數(shù)字灰度場(chǎng)做相關(guān)運(yùn)算，找到相關(guān)系數(shù)極值點(diǎn)，從而得到復(fù)合材料動(dòng)載荷過(guò)程的位移、應(yīng)變場(chǎng)信息。

    復(fù)合材料的疲勞性能通過(guò)控制載荷、應(yīng)變與頻率的疲勞試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，通過(guò)新拓三維XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)記錄和觀測(cè)疲勞加載過(guò)程中的應(yīng)變?cè)茍D，分析疲勞失效過(guò)程和機(jī)理，可以得到材料的疲勞極限、疲勞強(qiáng)度等性能參數(shù)。

    在疲勞測(cè)試的應(yīng)用中，XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)可優(yōu)化外部觸發(fā)鎖相環(huán)功能，DIC軟件可自定義相位間隔捕捉試樣圖片，并實(shí)時(shí)顯示采集幀率，有效減少采集數(shù)據(jù)量，支持長(zhǎng)時(shí)間疲勞監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)全場(chǎng)疲勞加載測(cè)量。

    XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)在疲勞測(cè)量的過(guò)程中，可自動(dòng)檢測(cè)疲勞頻率，捕捉疲勞加載波峰、波谷，可自定義一個(gè)或多個(gè)相位多周期還原一個(gè)疲勞循環(huán)，分析疲勞加載過(guò)程復(fù)合材料變形和應(yīng)變信息，全方位反映試樣疲勞性能。

    根據(jù)實(shí)際工程需求，XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)支持多個(gè)相機(jī)的配置，多個(gè)測(cè)頭同時(shí)對(duì)試件進(jìn)行應(yīng)變測(cè)量，可以擴(kuò)展觀測(cè)角度和范圍，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)物體360°的應(yīng)變分布表征測(cè)量，并于同一坐標(biāo)系內(nèi)重建3D結(jié)果。

    XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)是一種新型全場(chǎng)形變表征技術(shù)，在疲勞實(shí)驗(yàn)中，與傳統(tǒng)應(yīng)變測(cè)試方式（例如引伸計(jì)、應(yīng)變片）相比，DIC的優(yōu)勢(shì)主要有以下幾點(diǎn)：

    1.獲得樣品表面的位移與應(yīng)變分布云圖，可以獲得樣品表面不同點(diǎn)、線、區(qū)域等元素的應(yīng)變信息；

    2.實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形狀的構(gòu)件在疲勞測(cè)試下的應(yīng)變分布表征，測(cè)試樣品的形狀不再受限于標(biāo)準(zhǔn)試樣，可以對(duì)復(fù)雜形狀的實(shí)際構(gòu)件進(jìn)行測(cè)試；

    3.實(shí)現(xiàn)異質(zhì)材料的疲勞實(shí)驗(yàn)，獲取樣品整個(gè)表面的應(yīng)變分布，可以對(duì)異質(zhì)材料不同區(qū)域的應(yīng)變進(jìn)行表征；

    4.可以對(duì)疲勞裂紋進(jìn)行監(jiān)控，可以獲得包括對(duì)裂紋萌生、形狀、尺寸、擴(kuò)展路徑等信息；

    5.整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程應(yīng)變分布數(shù)據(jù)可追溯，實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行記錄，在試驗(yàn)后可以隨時(shí)追溯查看；

    6.非接觸測(cè)量，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境（高溫、腐蝕）環(huán)境中的疲勞測(cè)試，并且可以和其他設(shè)備聯(lián)用（如搭配紅外相機(jī)實(shí)現(xiàn)溫度場(chǎng)耦合測(cè)量等）。