碳纤维增强复合材料(CFRP)由于高比强度和比模量、化学性能稳定、性能可设计和易于整体成形等诸多优点,其研究和应用在全世界范围内都非常活跃,在航空航天、汽车车身、风力发电风扇、混凝土结构修复加强等方面都得到了非常广泛的应用。而从飞机机翼结构到发电风机叶片,由于气流扰动等外界激励而发生高频的振动,因此动态力学性能是设计研究中重点考虑的问题。传统的接触式测量方法,一方面给物体带来附加质量,对于本身刚度与质量较小的试样往往测试结果不准确,另一方面对特殊的环境受传感器工作条件限制。而常用的单点测量方法,无法直接获得材料的完整振动模态,一般通过多个传感器结果进行拟合,难以发现振型的细节特征。而电子散斑干涉方法(ESPI)由于其高精度、非接触式、全场实时测量的特点,克服传统测量方法的局限,在非接触情况下直接得到物体共振频率与全场模态振型。本文通过偏轴拉伸试验研究了CFRP偏轴力学性能,并利用ESPI离面振动测试系统对偏轴CFRP悬臂梁与悬臂薄板的振动特性进行了实验研究,主要研究工作包括:(一)介绍了电子散斑干涉方法(ESPI)的基本原理,包括了干涉基本原理、激光散斑产生以及ESPI变形测量中常见测量光路。回顾了ESPI在振动测量中的基本理论与常用方法,如时间平均方法、减方法、振幅波动方法等,并详细介绍了的ESPI离面振动测量系统和具体实验测试方法。(二)对CFRP偏轴试样的力学性能理论分析并进行拉伸实验研究,实验过程中使用电阻应变方法与数字图像相关方法(DIC)进行变形测量。其中,通过偏轴弹性拉伸实验得到试样弹性参数,并与理论结果相对照。而偏轴拉伸破坏实验中,结合拉伸破坏过程的应力-应变曲线与破坏断口分析,解释了偏轴试样不同的拉伸破坏模式。(三)通过ESPI离面振动测量系统,利用实时相减相位扰动方法,对不同偏轴方向CFRP材料动态力学特性进行实验研究,得到试样各阶共振频率及对应振型,并与ABAQUS有限元数值模拟结果相对照。分析了偏轴方向、层合层数等因素对其共振频率和振型的影响。(四)基于ESPI非接触性的特点,搭建ESPI流体环境下离面振动测量系统,得到试样在流体中各阶共振频率及振型,研究了流体加载作用对试样振动特性的影响,并分析了试样模态振型、流体作用界面等因素对流体加载作用的影响。