为了分析碳纤维增强复合材料片材的力学性能和拉伸弹性模量，对碳纤维材料试件进行拉伸试验，同时采用三维数字图像相关法(digital image correlation，DIC)进行测量与分析。

通过3D-DIC测量技术进行碳纤维拉伸实验，DIC软件分析试件位移场、应变场。新拓三维XTDIC三维全场应变测系统，基于3D-DIC技术的光测法具有非接触、场域测试特性等优点，可用于实时监测试件面域位移场，从而得到其面域应变场。

实验目的

采用三维数字图像相关法（DIC），采集碳纤维材料拉伸加载前、后，变形表面数字图像，并匹配图像中的对应几何点，通过DIC图像计算分析选择合理的匹配原则、定义合适的相关度，测试加载过程中三维方向的位移场、应变场。

新拓三维XTDIC三维全场应变测量系统，两个工业相机观测碳纤维试件的断裂位置，3D-DIC软件计算拉伸强度、弹性模量、泊松比、延伸率等数据。

实验流程

根据试件大小，调节3D-DIC设备测量幅面为200X150mm。对XTDIC三维全场应变测量系统相机进行标定。

将XTDIC三维全场应变测量系统与拉伸实验机进行AD连接，获取实验机力信号。进行拉伸实验，3D-DIC设备相机实时采集图像。对数据进行计算。

试件拉伸结果

3D-DIC软件数据分析

采用3D-DIC光测法测量了碳纤维拉伸试验试件的全场变形数据，从而分析得到拉伸强度(MPa)，弹性模量(GPa)，延伸率(%)，泊松比，剪切强度(MPa)，剪切模量(GPa)等数据。

（1）拉伸强度：在3D-DIC软件中输出采集数据即可获取最大拉伸力，用最大拉伸力除以截面积即可得出拉伸强度。

（2）在3D-DIC软件中绘制两点间的应力应变曲线，找到弹性阶段的状态100-500，在3D-DIC软件中直接计算出弹性模量和泊松比。

（3）在3D-DIC软件中选取标距为30mm左右的两个点，找到两点变化的最大值，即可计算延伸率。

（4）剪切强度：根据标准，可用最大剪应力来表示剪切强度。

（5）剪切模量：碳纤维拉伸应变测量，选取弹性阶段100-500状态，选取横向和纵向两组点对，在DIC三维全场应变系统-DIC软件中直接计算出剪切模量。同时剪切模量也满足关系G=E/2(1+μ)。