DOI:10.3390/app10175992

应变仪通常用于拉伸试验，以获得金属试样的应变。但是，它们是接触式的，因此该量规并不适用于每种类型的试样。这就是为什么需要非接触式测量系统的原因。通过静电纺丝制备的纳米纤维垫具有不同的结构和厚度。迄今为止，尚未证明纳米纤维垫在所有试样范围内的位移和应变分布。在本研究中，制备了起皱的聚氨酯纳米纤维垫，并进行了拉伸测试。使用数字图像相关（DIC）方法测量位移，然后计算样品各区域的应变。DIC系统由CMOS相机、控制PC和带有DIC算法的操作软件组成。此外，该系统采用重心（COG）算法。将十字头速度设置为3mm/min进行拉伸测试。图像记录速度为每秒一帧。从一开始共获得了400帧，然后获得了位移和应变分布以进行400秒的拉伸测试。由DIC系统测得的应变分布与通用测试机的测试结果显示出良好的一致性。

图1.使用数字图像相关方法测量位移的原理。

图2.FFT图像的相关性过程。

图3.固体材料在单轴载荷下的位移变化。

图4.基于数字图像相关性测量设备，通过使用FFT优化了初始猜测区域大小，以减少针对自动捕获图像的参考图像和变形图像之间的图像相关性计算。（红点框：添加了位移反馈过程）。

图5.试样示意图（铝6061-T6，mm）。

图6.使用通用测试机和DIC系统进行拉伸测试的照片。

图7.载荷传感器和引伸计数据的应变-应力曲线。

图8.常规DIC算法的位移分布结果。（左：x方向，右：y方向变形结果。）

图9.新配置的FFT DIC算法的位移分布结果。（左：x方向，右：y方向变形结果。）

图10.纳米纤维垫的制备过程示意图。

图11.所制备纳米纤维垫的照片。

图12.实验装置的示意图。

图13.试样尺寸（mm）。

图14.用于DIC和测试机测量的纳米纤维垫试样的拉伸测试结果（红色和绿色点：20s的测量点）。

图15.DIC测量得到的Y方向位移分布。

图16.第400张图像沿y方向的位移曲线（左）和原始图像（右）：右侧为随机网络部分（白色）和排列部分（深色）。

图17.DIC测量得到的Y方向应变分布。

图18.DIC测量得到的Y方向位移梯度分布。

图19.Y方向应变测量结果与试样的最高应变（左）和断裂位置（右：黑白反转图像）之间的比较。