软材料与人们生活密切相关,在工业技术和生产上有广泛应用背景,是力学、生命科学、化学化工、医学、食品、材料、环境、工程等众多领域的研究对象。对这类材料进行深入研究具有重要的科学意义和应用价值。从工程角度来说,研究材料在使用过程中的大变形接触力学性能,对于改进材料性能、优化结构设计有很大帮助,同时也是研制新型材料的关键。本文针对大变形软材料与刚性楔体的接触力学问题展开研究,通过大变形非均匀场的实验测量技术,对大变形接触力学场进行系统的测量和实验分析。本文分别采用数字云纹技术、三维数字散斑相关技术、热弹性应力分析技术对软材料的大变形接触力学性能进行了测量。通过平面应变标定实验与离面位移标定实验,确定了本文DIC测量系统的最小不确定度,并将其用于测量分析中。在数字云纹实验中,研制了透明硫化硅橡胶的内部栅格标记,减小了离面位移带来的误差,实现了对刚性压头压入大变形材料后变形场的非接触测量。通过数字图像处理技术对实验结果进行处理,给出了材料接触区域附近的变形场,并且通过提取体内栅的变形参数,直接计算了接触区域的应变分布。本文针对大变形软材料与刚性楔形体的接触力学问题,系统地研究了不同楔角与不同压入深度对接触区域变形场的影响。首先,对橡胶类材料在不同角度(5°,15°,45°,73°)楔形体压缩作用下的接触区域的变形场进行分析,通过对位移场θuur,、应变场θθεεεrr,,的讨论,系统地研究了分区构形随外载、楔体角度的变化规律。其次,给出了受拉仿生皮肤材料在不同缝合方式(平行和交叉)下缝线接触区域的变形场,讨论了尖端场的应变场规律及其对伤口愈合的影响。本文将实验测量结果与相近的理论模型进行比较,为理论模型的工程应用提供实验依据。本文依次将实验图像和理论解进行分解和重构,以50阶Tchebichef不变矩作为图像特征进行对比。对比过程中既考虑了实验测量引起的不确定度,也考虑了图像重构所带来的误差,证实了这种方法在软材料接触实验分析中的有效应用。