DOI:10.3390/app10175992
應變儀通常用于拉伸試驗，以獲得金屬試樣的應變。但是，它們是接觸式的，因此該量規并不適用于每種類型的試樣。這就是為什么需要非接觸式測量系統的原因。通過靜電紡絲制備的納米纖維墊具有不同的結構和厚度。迄今為止，尚未證明納米纖維墊在所有試樣范圍內的位移和應變分布。在本研究中，制備了起皺的聚氨酯納米纖維墊，并進行了拉伸測試。使用數字圖像相關（DIC）方法測量位移，然后計算樣品各區域的應變。DIC系統由CMOS相機、控制PC和帶有DIC算法的操作軟件組成。此外，該系統采用重心（COG）算法。將十字頭速度設置為3mm/min進行拉伸測試。圖像記錄速度為每秒一幀。從一開始共獲得了400幀，然后獲得了位移和應變分布以進行400秒的拉伸測試。由DIC系統測得的應變分布與通用測試機的測試結果顯示出良好的一致性。
圖1.使用數字圖像相關方法測量位移的原理。
圖2.FFT圖像的相關性過程。
圖3.固體材料在單軸載荷下的位移變化。
圖4.基于數字圖像相關性測量設備，通過使用FFT優化了初始猜測區域大小，以減少針對自動捕獲圖像的參考圖像和變形圖像之間的圖像相關性計算。（紅點框：添加了位移反饋過程）。
圖5.試樣示意圖（鋁6061-T6，mm）。
圖6.使用通用測試機和DIC系統進行拉伸測試的照片。
圖7.載荷傳感器和引伸計數據的應變-應力曲線。
圖8.常規DIC算法的位移分布結果。（左：x方向，右：y方向變形結果。）
圖9.新配置的FFT DIC算法的位移分布結果。（左：x方向，右：y方向變形結果。）
圖10.納米纖維墊的制備過程示意圖。
圖11.所制備納米纖維墊的照片。
圖12.實驗裝置的示意圖。
圖13.試樣尺寸（mm）。
圖14.用于DIC和測試機測量的納米纖維墊試樣的拉伸測試結果（紅色和綠色點：20s的測量點）。
圖15.DIC測量得到的Y方向位移分布。
圖16.第400張圖像沿y方向的位移曲線（左）和原始圖像（右）：右側為隨機網絡部分（白色）和排列部分（深色）。
圖17.DIC測量得到的Y方向應變分布。
圖18.DIC測量得到的Y方向位移梯度分布。
圖19.Y方向應變測量結果與試樣的最高應變（左）和斷裂位置（右：黑白反轉圖像）之間的比較。
