数字图像相关方法作为一种新兴的变形测量技术,由于其具有全场、非接触、实时、精度高等优点,在材料变形行为的研究及工程实际中得到了广泛的应用。常规数字图像相关方法处理的对象是基于可见光成像原理的数字图像。随着现代图像传感技术的不断更新换代以及先进实验技术的出现,许多学者研究发现,将某些基于非可视光成像原理得到的图像进行数字图像相关运算,能够为材料变形行为的研究提供更加丰富深入的信息。如采用数字图像相关方法对材料变形前后的红外热像图进行匹配,能够同时得到材料在变形过程中的变形场与温度场。将各种显微成像设备得到的图像作为数字图像相关方法图像匹配的对象,能够获得材料在微尺度下的变形行为及微观结构演化。因此,针对数字图像相关方法的诸多特点及其在材料变形测量应用中的新发展,本文从以下两个方面进行了一些尝试与探索:(1)提出了一种新的基于红外热像图的拉格朗日应变场与温度场同步测量方法。该方法采用红外热像图作为图像匹配的对象,仅使用单个红外热像仪即可同时得到材料在变形过程中的拉格朗日应变场及温度场。采用中心圆孔平板试样单轴拉伸实验进行了验证,结果证明,该方法能够准确地测量试样在变形过程中的应变场及试样表面某一点温度随时间的变化。(2)研究了基于扫描电子显微镜图像的微尺度变形测量方法。该方法以试样表面的扫描电子显微镜图像作为数字图像相关方法匹配运算的对象,得到材料在晶粒尺度下的位移场与应变场。在原位拉伸实验的条件下,观测了 316L不锈钢材料在单轴拉伸过程中晶粒尺度下的非均匀变形特征。