数字图像相关(DIC)方法是上个世纪八十年代初发展起来的一种现代的光学测量方法。它具有可用白光光源,全场测量、非接触、光路简单、测量范围大等优点,具有广阔的应用前景。利用DIC测量技术可获得被测物体表面的全场应变,这对于结构件在载荷作用下力学响应分析十分重要,同时也为复杂问题的有限元模拟提供了实验验证,这对于提高结构件有限元模拟的精度和可靠性有非常重要的价值。本文利用GOM光学全场应变DIC测量系统,对一系列结构件在不同载荷下的全场应变进行了测量,并进行了相应的有限元模拟,对相关的应变测量和弹塑性问题进行了研究。本文主要开展了以下工作：1、开展了中心带孔铝合金薄板的拉伸实验,对实验过程进行DIC测量和有限元模拟。重点研究了圆孔附近应变场的分布,对DIC测量和有限元模拟中孔边应变场的差异进行分析,得出结论：DIC方法的测量精度受到散斑网格的限制,若网格较稀疏,将导致局部应力集中区测量应变小于真实应变；2、针对镁合金结构件和铝合金结构件开展了实验研究：进行了AZ31B镁合金的单调压缩、单调拉伸实验；对5083铝合金进行了单调拉伸实验；分别对相同尺寸的镁合金结构件和铝合金结构件进行了三点弯曲实验和有限元模拟。研究了镁合金本构关系拉压非对称对其有限元模拟结果的影响,提出了改进的方法：对有限元模型中的受拉区和受压区赋予相应的材料参数;3、针对材料多轴试验中的薄壁圆管拉扭试样,提出并实现了一种基于图像的单相机拉扭应变测量方法。该方法在试样表面制作标记线并使用相机记录试验过程中标记线的位置变化,通过研究图像上试样标记线与中轴线交点高度的改变,并结合标记线的斜率特征,利用Matlab软件编程计算,实现了试样表面的拉扭应变测量。通过试验将使用该方法的结果与DIC的测量结果进行了对比,两者的测量结果相吻合,验证了该方法测量结果的准确性。