综述：数字图像相关技术在残余应力表征中的进展与应用

这篇综述系统梳理了数字图像相关技术（DIC）在残余应力表征中的前沿进展，涵盖2D-DIC、立体DIC（stereo-DIC）和数字体积相关等核心方法，重点解析了DIC-钻孔混合技术的工业应用潜力，并展望了与有限元建模（FEM）及机器学习融合的自动化发展趋势。

　　

数字图像相关技术的演进与理论框架

作为非接触光学测量的里程碑技术，数字图像相关（Digital Image Correlation, DIC）通过追踪材料表面散斑位移实现微米级应变测量。其理论基础可追溯至1980年代提出的二维互相关算法，现已发展出适用于不同尺度的三维立体DIC（stereo-DIC）和数字体积相关（Digital Volume Correlation, DVC）技术。最新研究表明，亚像素级算法可将位移分辨率提升至0.01像素，而基于傅里叶变换的快速DIC（Fast-Fourier-transform DIC）显著提高了计算效率。

残余应力表征的突破性技术

DIC与钻孔法的联用（DIC-hole drilling hybrid technique）成为残余应力分析的革命性方案。该技术通过高精度监测钻孔过程中释放的应变场，结合逆运算模型可重构三维应力分布。实验数据显示，在航空铝合金检测中其误差范围可控制在±7MPa以内。值得注意的是，扫描电子显微镜（SEM）与DIC的联用系统（SEM-DIC）能将空间分辨率提升至纳米级，适用于涂层材料界面应力分析。

多模态融合与智能化发展

原子力显微镜（AFM）-DIC混合系统开创了跨尺度测量新范式，而集成有限元建模（FEM）的实时DIC系统已实现应力-应变场的动态预测。深度学习算法的引入更带来颠覆性变革：卷积神经网络（CNN）驱动的自动散斑生成技术使测量效率提升300%，长短期记忆网络（LSTM）则有效解决了大变形测量中的累积误差问题。

工业应用与未来挑战

在核电管道焊接残余应力检测中，DIC技术展现出较传统X射线衍射法更高的场地适应性。然而，高温环境下的散斑稳定性、各向异性材料标定等难题仍需突破。随着光子计数DIC（Photon-counting DIC）等新型探测技术的发展，该技术有望在生物力学和医疗器械领域开辟全新应用场景。