数字散斑干涉测量技术(DSPI)具有全场、非接触、高效的特点,在无损检测、材料力学参数测量甚至温度测量等方面都有着重要的应用。离面变形的测量对精密零部件应力集中变形、缺陷研究等具有重要的意义。传统数字散斑干涉技术主要应用于平面物体离面形变测量。这是因为散斑干涉直接测得的形变是系统光轴方向形变,必须将光轴方向的形变投影到曲面物体法线方向才能求解离面形变,因此,对于曲面物体离面形变的求解,物体形貌必须已知。本文通过对现有的平面物体离面形变测量系统进行改进,结合DSPI形貌测量技术,提出了一种曲面物体离面形变快速测量的散斑干涉系统。本文所提出的DSPI系统,仅需要一套数字散斑干涉系统,并且只需要一路物光光路,大大简化了测量系统和操作过程的复杂度。结合傅里叶变换提取相位的方法,实现了曲面物体离面形变高效、快速、高精度动态测量。本文对大视场点光源照明入射角度误差补偿效果进行了分析,通过对入射角度原理误差的补偿,使形貌测量相对误差同比减小了50%。对形貌测量的光束偏转角度和入射光照射距离等系统参数进行了设计,并实验验证了入射角度补偿方法的有效性以及系统参数设计的合理性。完成了曲面物体离面形变测量的工程样机设计,对柱面物体静态加载下的离面形变进行了测量,重复性误差不超过50nm。。设计了一套振动变形测量数字散斑干涉系统,通过有限元分析软件comsol,完成薄壁圆筒标准样件的振动模态分析。根据模态分析结果,优化薄壁圆筒尺寸参数设计,给出了激振系统的固有频率设计。