数字图像相关方法(DIC)是一种非接触式的全场光学测量方法,相比于其他光测方法和传统测试手段,它具有抗干扰性强、测试精度高以及设备简单等优点,因此,自上世纪八十年代提出以来便被广泛应用于各种工程测量中,利用数字图像相关方法研究材料破坏机理便是其中一个热门方向。但该方法仍存在诸多不足,为了更好地将其应用在材料破坏研究领域中,有必要对该方法的精确性和一致性进行深入研究。本文便是基于DIC相关原理,对其中若干问题展开了研究,其研究内容及成果主要包括:(1)在采用水转印散斑场的情况下,从位移测试精度和测试结果一致性两方面评估了三维数字图像相关方法测试系统的可靠性,设计了位移精度校对实验和DIC测试结果一致性分析实验。其中,在位移精度分析中,以位移台加载位移为参考,结果表明在一定加载位移下,面内位移和离面位移相对误差均可降至0.1%以下,满足工程测试需求。在测试结果一致性评估中,通过多次重复聚碳酸酯梁纯弯曲实验并统计DIC测试结果,从位移一致性和应变一致性两方面均验证了DIC实验具有良好的重复操作性。(2)以素混凝土梁三点弯实验为例,通过全场位移场和第一主应变场分析了材料破坏的全过程,并提取了加载过程中结构表面裂纹的扩展路径,同时计算了裂纹长度和开口位移等参量,为相关工程应用提供了新的有效方法。(3)进行了预制I型裂纹铸铁梁的三点弯实验,结合断裂力学理论公式,计算了裂纹尖端附近的应力强度因子和J积分,并与E399-74试验标准结果进行对比,结果显示应力强度因子计算精度在10%以内,J积分计算精度在20%以内,基本满足工程应用需求。研究还发现,增大最小二乘拟合系数的项次以及合理选取数据点区域均可提高SIF的计算精度,同时,实验结果也验证了J积分的路径无关性。(4)在采用人工喷斑的情况下,设计了CFRP板-钢板界面滑移实验,通过DIC计算应变与应变计结果之间的对比,验证了DIC应变测量结果的一致性良好,同时还分析了DIC计算参数对应变结果的影响,结果表明,在均匀变形中,增大应变窗口可使应变结果更收敛于真实值,而计算步长和计算模板需根据实际情况拟定。同时,通过DIC求得的位移场和应变场分析了CFRP板-钢板界面破坏的全过程,总结出两种典型的破坏模式,即CFRP板强度失效和胶层脱离失效。