模量和内耗是研究材料性质的两个重要的动态力学参数,其中内耗直接反映了材料的缺陷属性。尽管微纳尺度材料模量测量理论相对成熟,但传统的内耗测量技术仅针对固体大尺度试样,无法用于微纳尺度材料内耗测量。国内外针对微纳尺度材料的内耗测量方法,存在测量精度低、测量频率难以控制、测量频率范围窄以及无法测量内耗频率谱等问题。本文提出的基于高速视觉的非接触式动态力学参数测量方法,是通过高性能的图像获取系统及显微平台的结合来实现对微纳尺度材料的模量和内耗获取。实验结果表明,该方法的测量效果好、频谱宽,且系统具有良好的可拓展性。本文的主要工作和研究内容如下：(1)对比国内外关于微纳尺度材料模量和内耗的测量方法的优缺点,提出基于高速视觉的微纳尺度材料动态力学参数测量方法,完成测量理论的论证和计算方法的推导。(2)完成基于高速视觉方法测量系统的方案设计并搭建硬件平台,设计纤维试样的振动激发测量方案,实现振动过程中高帧率图像序列的采集和测量。(3)分析相关图像处理算法和数据拟合方法,提出基于数学形态学方法的纤维目标提取算法和基于最小二乘的振动曲线拟合方法,实现了低频内耗计算、纤维长度测量、固频提取以及高频内耗计算。(4)通过实验验证测量系统的可行性和有效性,实验结果表明该方法可实现对模量和内耗的无接触式测量。本文研究工作的创新之处：(1)测量思想创新：提出了一种获取微纳尺度材料动态力学参数的新方法,利用高速视觉实现了对试样模量内耗的非接触式测量。(2)技术方法创新：基于高倍显微和高帧率图像分析技术来探测振动微纳尺度试样的动态特征,实现振动过程的完整记录和数据分析,并通过实验验证了结果的有效性。