材料服役过程中产生的损伤是导致产品安全可靠性和服役寿命降低的关键因素。随着我国航空航天、国防军工、轨道交通等重大工程的实施,关键零部件服役条件日益苛刻,安全可靠性要求越来越高,开展材料损伤研究显得尤为重要。全面、准确获取损伤信息是研究损伤的前提,传统物理解剖法和数值模拟法因其盲目性、破坏性、不准确性导致无法全面获得材料内部损伤信息。工业CT因具有直观、无损、高分辨率等优势为材料工作者研究损伤提供了新的思路。然而,目前基于工业CT技术开展材料损伤研究的对象多为实验室条件下单一拉伸、压缩或弯曲加载环境产生的损伤,同时,在CT图像处理方法的探索及损伤行为的有效表征方面不够完善。本文以实际服役条件下产生的典型裂纹损伤为研究对象,通过工业CT系统对其进行360°扫描,获得了含有损伤信息的Top、Front、Right视图方向灰度切片图像。采用Matlab、ImageJ等软件,对各视图方向图像进行了详细、深入的分析,提出了具有针对性的图像处理方法,实现了基于图像处理的损伤行为全方位信息有效表征,并对结果进行了验证。结果表明:Top视图方向灰度切片图像最佳处理方法为:中值滤波(9×9滤波器)+log算子边缘检测;Front视图方向灰度切片图像最佳处理方法为:预处理(对比度增强(0.8)+中值滤波(7×7滤波器))+迭代法图像分割+log算子边缘检测。针对Right视图方向典型灰度切片图像,提出了基于图像各行Gaussian拟合统计分布特征的局部阈值算法,该算法的核心在于:以行为单位,基于Gaussian函数拟合曲线3?准则确定各行代表分割阈值,最后通过对图像每行进行分割而得到整体图像,同时对失真和噪声问题给出了解决方案,处理结果较为理想。将典型图像处理结果与实际情况进行对比,发现处理误差均控制在2%以内。其中,代表性图像Top522中裂纹区面积为9.62 mm2;连续而封闭的裂纹边缘周长为61.30 mm,裂纹区等效直径为29.68 mm;试样区等效直径为30.95mm,试样区边缘圆度为0.9。Right286图像中裂纹末端距试样上表面高度为30.24 mm,距凹槽底端的距离为23.13 mm。裂纹末端尾部距试样左边界为16.24mm;距右边界为14.45 mm。试样总体高度为39.60 mm。本文研究结果实现了工业CT图像的有效处理以及材料内部损伤全方位信息的定量表征,不仅可以弥补物理解剖法的盲目,又可为数值模拟结果的验证提供依据,对重大工程领域实际服役工况下的材料损伤分析具有重要指导意义。