近年來，運用數位影像相關法(Digital image correlation, DIC)於全域應變場的測量已經相當成熟，然而DIC方法無法在不做材料組成律的假設下提供全域應力場的資訊。我們的研究群發展創新的數據驅動鑑定法(Data-driven identification)，在不需組成律假設下即可量化全域應力場。此方法搭配成熟的DIC量測即可同步量化材料全域應變與應力場，進而讓我們可以更細緻的探討相關力學與材料行為，為實驗力學領域開了一扇窗。
在這篇期刊中，我們使用數位影相關法(DIC)與數據驅動鑑定法(DDI)，研究銅鋁錳記憶合金試體的在壓縮負載下的超彈性力學行為(圖一)。有別於以往使用材料模型進行逆問題計算得到材料參數與應力資訊，本研究所使用的數據驅動材料特性分析(DIC+DDI)架構，以滿足物理定律(變形相容方程式與應力等效方程式)，並搭配樣品幾何、應變狀態與邊界負載的總合力等資料，透過DDI的最佳化演算法，即可得到材料的全域應力應變響應。根據全域應力應變響應資料，我們可以進一步分析銅鋁錳記憶合金的超彈性行為，例如，單晶銅鋁錳記憶合金試體在壓縮負載過程中的麻田散體相轉變(martensitic phase transformation)與能量消散(energy dissipation)的分佈變化，並進一步分析歸納此兩種物理行為的特性(圖二)；以及雙晶銅鋁錳記憶合金在循環壓縮負載過程中，超彈性力學行為的功能性疲勞(functional fatigue)即相轉變臨界應力的下降行為，與此功能性疲勞與殘留應變的關係探討(圖三)。（土木系陳俊杉教授提供）
圖一、以數位影像相關法(DIC)與數據驅動鑑定法(DDI)測量銅鋁錳記憶合金在壓縮負載下，試體表面(Area of interest, AOI)的全域應力應變響應。
圖二、(左圖) 單晶銅鋁錳記憶合金試體在負載中的軸向應力應變場(σyy, εyy)。(右圖) 卸載過程中，試體內部的麻田散體相轉變發生的區域(Δξ)與能量消散發生的區域(ΔWd)。
圖三、(左圖) 雙晶銅鋁錳記憶合金試體在第一、第十與第二十次的循環負載中，發生相轉變的臨界應力場分布(σs)，白色虛線為晶界。(右圖) 軸向應力應變(σyy, εyy)、相轉變臨界應力以及殘留應變在三個觀測點(點A, B與C)隨循環壓縮負載的變化歷程。