光测力学方法是应用光的干涉原理或基于图像分析方法来测量力学量(如应力、应变、位移等)的实验力学方法的总称。在使用数字相机开展光测力学实验时,成像系统的温度变化会导致其采集到的图像产生“虚变形”,从而使测量产生不可忽略的位移和应变测量误差。目前对此“虚变形”产生的物理机制及随温度的变化规律仍无全面、系统和透彻的认识,从而无法对成像系统温度变化造成的光测力学位移和应变测量误差进行定量的评价。本文从以数字相机为核心的成像系统的组成入手,分析了热量的传播路径以及由此导致的成像系统关键成像器件的热变形行为。之后重点研究了数字相机自发热引起的成像系统的机身(接口)和靶面的热变形行为,发现数字相机的机身在三个方向上均会发生热膨胀和旋转,同时在与固定方向平行的方向上发生由于固定装置热变形而导致的热致平移。平移量与固定结构的材质和尺寸有关。与此同时,数字相机靶面也会发生相对于相机机身的沿光轴方向上的平移及非常微小的转动。不同品牌的相机,靶面的固定方式和安装误差不尽相同,其导致的靶面空间位移量和旋转量也并不一致。之后在针孔成像模型的基础上建立了考虑成像系统关键器件热变形的相机成像模型,对模型中不同参数对图像的影响规律进行了分析和总结。发现机身和靶面在空间中的热致运动会导致图像上的像素发生移动。因此得出了图像“虚变形”是由成像系统中机身和靶面的热致运动及变形导致的结论。基于此建立了表征相机自发热导致的光测力学方法位移和应变测量误差与热变形参数间关系的定量模型。通过标准实验发现,无论是条纹解析类还是图像分析类方法均会受到器件热变形的影响,实验结果与模型计算结果吻合较好,证明了本研究给出的关系模型的合理性。本文的研究揭示了数字相机自发热导致光测方法产生图像“虚变形”的机理,得到了成像器件热变形对光测力学位移和应变测量误差的影响规律,可为提高光测方法的测量精度提供指导。