数字图像相关方法是一种测量全场位移和全场应变的光学方法。该方法由于非接触式、测量范围广、精度高、被测物体尺寸范围广、应变率跨度大、实验简单等优点,从上世纪80年代被提出以来迅速发展并被广泛地应用到断裂力学、生物力学、动态力学、材料成型、焊接等领域。该方法目前在准静态实验中应用较多,而对动态实验中应用的研究较少。为了测得动态实验中的应变场和位移场,本文将建立数字图像相关方法-高速相机-霍普金森杆动态全场应变测量系统,并通过泡沫铝和花岗岩两种材料的动态冲击实验验证了本系统的可靠性。两种材料的变形场表明：在动态实验中两种材料的变形并不均匀,而是由开始的均匀变形向不均匀变形发展。此外,变形的均匀性还存在惯性效应。论文首先简述了数字图像相关方法的原理,介绍了该方法各部分程序的原理并给出了程序的流程图。通过模拟散斑实验验证了本文所写程序的有效性,分析了位移模式、单向应变模式和剪切应变模式下模拟散斑图像的精度。建立了动态全场应变测量系统,讨论了其中主要装置-高速相机和外加光源的选择。对天然散斑场和人工散斑场的质量进行了评判,针对动态实验选择了合适的散斑场,并对人工散斑场的制作提出了方法。分析了冲击载荷下泡沫铝压缩实验中的变形情况,发现在低速变形过程中试件的变形主要以局部变形带的形式发展,给出了局部变形带的发展过程。然后又进行了不同速度下的泡沫铝冲击实验,它们的全场应变完全不同。低速下主要以局部变形带的形式发展,高速下主要以局部压溃带的形式,而中速实验介于二者之间,在试件变形前期主要是局部压溃而后期主要是局部变形带。最后,本文基于波传播的理论解释了随着速度提高,试件两端应力不均匀性提高的原因。为了研究复杂应力下岩石的力学性能,对花岗岩进行了0°、15°、30°、45°和60°五个角度的动静态压剪复合加载实验,通过这些实验得到了花岗岩在复杂应力下的力学性能并依此分析了花岗岩的破坏准则。在实验的同时还记录了整个实验的图像,通过本文的动态全场应变测量系统分析了动静态下试件变形的应变场和位移场。结果表明,岩石在动静态实验中试件由均匀变形向不均匀变形转变,且随着速度提高不均匀性提高。宏观裂纹的产生是导致试件屈服的原因,在屈服的同时还伴随着应力下降。裂纹不是突然产生的而是在屈服之前已经在试件中发展很长时间。不同应变率的实验,其裂纹的产生还有不同的规律。本文的动态全场应变测量系统能够测得裂纹所在位置,并对宏观裂纹的产生的临界应变进行了估计,这对裂纹的产生的机理研究以及岩石屈服即宏观裂纹产生的预报有重要的意义。文章还分析了不同角度下试件屈服时的应变场,结果表明在压剪复合加载条件下试件中存在较均匀的剪切应变场,表明试件受到压应力和剪应力耦合的复杂应力状态,此时试件的破坏形式为拉剪耦合破坏。最后,本文还测量了动态压剪实验中的滑移情况,发现45。和60。实验中存在着滑移,这个结果解释了60。实验中的剪切应变场不均匀以及破坏应力明显下降的原因。