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作为研究胶粘剂力学行为和模拟简单剪切状态的实验模型，单搭接胶接接头(SLJ)已经通过理论方法得到了全面、深入的研究。通过数字图像相关(DIC)方法，可以对SLJ模型受拉伸载荷下的面内变形进行准确的测量，然而对离面变形缺乏有效的实验方法。本文提出一种基于光栅衍射的单相机显微三维数字图像相关方法，利用单个相机即可进行小尺度物体的表面形貌重建和三维变形测量。实验结果表明，该方法可以准确测量物体表面的三维变形，实验测得SLJ试件的离面变形与理论分析结果一致。