复合材料学报

作者：杨露, 校金友, 文立华, 张承双, 侯晓,

关键词：DIC, PBO/环氧树脂复合材料, 裂纹长度, DCB试验, 纤维桥接, 断裂韧性,

I型双悬臂梁(DCB)试验通常用于单向复合材料的层间抗拉性能研究，目标是测量I型层间断裂韧性，其可作为复合材料分层扩展及失效机制研究的重要输入参数。在DCB试验中必须经常暂停试验以实现多次测量裂纹长度，这不仅会对裂纹传播产生潜在影响，造成测量误差且多次反复试验的时效性较差。数字图像相关(DIC)测试技术应用于裂纹扩展长度测量具有实时跟踪、精确定位的优点，可有效提高I型断裂韧性试验的测量效率，但应用于非连续变形行为仍存在局限性，且易受到图像噪声的干扰，产生测量误差。本文发展了一种基于DIC测试技术的实时获取裂纹长度的检测方法，通过图像匹配算法获取试件的非连续变形位移场，并提出一种根据全局横向位移离散程度的辨别方法，实现了裂纹尖端的实时捕捉。再通过DCB试验，与传统测量方式对比，裂纹长度的测量误差平均不超过2.76%，验证了该方法的准确性和高效性，同时也克服了聚对苯撑苯并双噁唑 (PBO)/环氧树脂复合材料侧表面毛糙、散斑质量较差及纤维桥接对测量结果的干扰，最终获取了有效的I型层间断裂韧性初始值及稳态扩展值。

来源：2023年第1期

《复合材料学报》期刊编辑部

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