乒乓球壳压缩实验：三维DIC技术揭示连续变形

"这篇研究论文主要探讨了薄壁球壳在受到刚性球面压缩时的可视化连续变形测量方法，采用三维数字图像相关(DIC)技术进行实验，并以乒乓球为研究对象，透明石英玻璃球作为刚性球面，通过折射液消除图像畸变，实现对遮挡表面的可见测量。实验结果显示，该方法能够准确测量出塑性环半径，与理论计算结果吻合度高。" 文章详细介绍了针对薄壁球壳受刚性球面压缩的实验研究，其中涉及的主要知识点包括： 1. **三维数字图像相关技术 (3D Digital Image Correlation, 3D-DIC)**: 这是一种非接触式的测量技术，用于跟踪物体表面的连续变形和应变。在本研究中，3D-DIC技术被用来监测乒乓球在受压过程中的形状变化，提供精确的表面变形数据。 2. **薄壁球壳**: 这种结构在许多工程应用中常见，如航空航天、机械工程等。薄壁球壳在受力时表现出特有的力学行为，包括弹性变形和塑性变形，其稳定性问题至关重要。 3. **刚性球面**: 在实验中，刚性球面（透明石英玻璃球）用于模拟对薄壁球壳的压缩力，其硬度和形状保持不变，使得压力分布可预测。 4. **乒乓球的选择**: 选择乒乓球作为研究对象是因为它具有良好的弹塑性材料特性，壁薄且厚度均匀，便于观察和分析压缩过程中的变形。 5. **折射液的使用**: 为了解决透明球体（玻璃球）对光线的折射导致的图像畸变问题，研究者配制了与玻璃球折射率相同的折射液，这样可以消除图像失真，确保测量的准确性。 6. **接触变形**: 研究中关注的是刚性球面与薄壁球壳接触区域的变形，这是评估材料响应和结构稳定性的重要指标。 7. **可视化测量**: 通过实验和3D-DIC技术，实现了对压缩过程中不可见区域的可视化，这对于理解复杂几何形状结构的变形过程具有重要意义。 8. **实验验证**: 通过对乒乓球表面塑性环半径的测量，实验结果与理论计算相比较，证明了所采用方法的有效性和准确性。 9. **关键词**: 测量、数字图像相关、薄壁球壳、接触变形、折射液、可视化，这些关键词揭示了研究的核心内容和技术手段。 这篇研究不仅展示了3D-DIC技术在工程力学分析中的应用，还强调了实验设计的创新，如使用折射液和选择合适的实验材料，对于理解薄壁结构在受压条件下的行为具有参考价值。