1.一种金属材料自由扭转变形Swift效应的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：利用扭转试验机与高速摄像机(3)搭建自由扭转测试平台；

搭建平台时，通过三脚架(5)将高速摄像机(3)支设在扭转试验机的一侧，再将镜头(4)安装在高速摄像机(3)上，然后调整三脚架(5)使镜头(4)的高度与扭转试验机夹具的高度相一致，并对准扭转试验机夹具；之后，利用数据线建立扭转试验机和高速摄像机(3)与控制器之间的连接；

步骤二：加工扭转试样(7)并制备散斑；

S21：根据试验需求加工扭转试样(7)；

S22：在喷漆前，将准备的颜色为哑光白、哑光黑的喷漆上下摇匀，在摇匀后以先白后黑的顺序进行散斑标距段(6)的制备，在进行白色喷漆作业时，将白色喷漆均匀喷涂在散斑标距段(6)区域的表面，并且确保无大块聚集，在进行黑色喷漆作业时，利用双手按压喷漆罐压钮以较慢的喷漆速度在距离扭转试样(7)一定距离处对散斑标距段(6)区域进行喷涂；

S23：若喷漆效果理想则执行S24，若喷漆效果不佳则使用砂纸打磨扭转试样(7)至表面无喷漆残留后重新执行S22；

S24：完成散斑制备后使用游标卡尺测量散斑标距段(6)的长度以及直径，测量三次取平均值记录为原始材料数据；

步骤三：安装扭转试样(7)并调整高速摄像机(3)；

S31：将完成预处理的扭转试样(7)安装于扭转试验机上，利用试验机的上夹具(1)、下夹具(2)确保夹紧扭转试样(7)以避免出现扭转过程打滑的现象；

S32：调整三脚架(5)的高度和方位，并依据高速摄像机(3)的水平仪和参考线，使扭转试样(7)的散斑标距段(6)完整的位于高速摄像机(3)拍摄区域中心处的同时，保证拍摄方向垂直于扭转试样(7)的表面，前后调整高速摄像机(3)位置并调节焦距以达到最清晰拍摄效果；

步骤四：设置扭转试验机的试验条件及高速摄像机(3)的拍摄条件；

S41：设置扭转试验机的扭转参数和高速摄像机(3)的拍照频率，并且确保扭转时扭转试样(7)的轴向力为0，以确保试验时扭转试样(7)为自由扭转状态；

S42：完成并检查设置后准备进行自由扭转测试，且在扭转试验开始前Ms开启高速摄像机(3)；

步骤五：进行自由扭转测试；

S51：控制扭转试验机动作，通过上夹具(1)、下夹具(2)的反向旋转动作带动扭转试样(7)进行扭转，待扭转试样(7)发生断裂或扭转至设置角度时控制扭转试验机停机以停止试验过程，该过程中，同步利用高速摄像机(3)按设定的拍摄频率进行图像数据的采集，确保能采集到扭转试样(7)在初始状态、扭转过程中及结束状态时的图像数据；在扭转试验机停机后，控制高速摄像机(3)停止拍摄记录，并及时检测、保存全部照片；

S52：将高速摄像机(3)内部的照片按拍摄时间顺序导入控制器，通过控制器对每张照片逐一按照如下方式进行处理：A1：先根据散斑标距段(6)的长度在初始拍摄照片的相应位置定义相同尺寸的标距段，再在标距段区域选择目标分析面，并确保使选取的目标分析面为拍摄扭转试样(7)的左半面且面内包含较多的分析识别点；

A2：在目标分析面定义一组轴向应变分析识别点，一组轴向应变分析识别点由分别位于标距段顶端、底端的上轴向应变分析识别点、下轴向应变分析识别点组成，且上轴向应变分析识别点和下轴向应变分析识别点的x坐标相一致；

同时，在目标分析面定义一组横向应变分析识别点，一组横向应变分析识别点由分别位于标距段顶端、底端的上横向应变分析识别点、下横向应变分析识别点组成，且上横向应变分析识别点和下横向应变分析识别点的x坐标不相同；

同时，将移动坐标系置于标距段的中心处并在该目标分析面内定义一个扭转角分析点；

A3：利用数字散斑法对比扭转试样(7)变形前后的两幅数字图像，在目标分析面上通过相关计算获取目标区域的变形信息，由变形前的数字图像分别获取到一组轴向应变分析识别点的初始长度L0、一组横向应变分析识别点的初始宽度B0、一个扭转角分析点的初始位置A1，由变形后的数字图像分别获取到一组轴向应变分析识别点的变形后长度L、一组横向应变分析识别点的变形后宽度B、一个扭转角分析点的变形后位置A2；

A4：根据公式(1)计算出轴向应变εy，根据公式(2)计算出横向应变εx；

同步地，通过公式(3)计算所定义的扭转角分析点和原点连线与拍摄垂直面的初始夹角α1，通过公式(4)计算所定义的扭转角分析点和原点连线与拍摄垂直面的扭转夹角α2，通过公式(5)计算所定义的扭转角分析点的扭转角α，接着，通过公式(6)计算所定义的扭转角分析点的单位长度扭转角β，通过公式(7)计算出切应变Γ；

α＝α2‑α1               (5)；

式中，R0为扭转试样(7)标距段的初始半径，单位为mm，z1为初始位置A1的z向坐标，z2为变形后位置A2的z向坐标，y1为初始位置A1的y向坐标；

S53：输出轴向应变εy、扭转角α、单位长度扭转角β、切应变Γ与时间数据，并在输出轴向应变εy、单位长度扭转角β、切应变Γ与时间数据时，缩小试验起始点范围在M s内，同时，在扭转试样(7)的轴向发生明显变化的0.5s范围内确定并记录起始时间t，并在输出的轴向应变εy、单位长度扭转角β、切应变Γ与时间数据中，将记录时间t作为试验开始点进行记录，即将t前对应的数据全部删去，并将t及其以后的时间减去t，然后绘制轴向应变﹣切应变、单位长度扭转角﹣时间关系图，完成一组自由扭转试验；

步骤六：进行下一组自由扭转试验时，先拆卸上一组完成试验的扭转试样(7)并按照步骤二至步骤五重复试验过程，整个过程中保持已经调整好位置与焦距的高速摄像机(3)不变，在每一组试验完成后，使用标签袋收纳试验样品，并分类记录对应组别的试验数据；

步骤七：待所有试验结束后，拆卸并收纳扭转试样(7)和高速摄像机(3)、复位扭转试验机夹具、关闭试验系统、清理测试平台，离开实验室时切断所有电源。

2.根据权利要求1所述的一种金属材料自由扭转变形Swift效应的测试方法，其特征在于，在步骤一中，在高速摄像机(3)侧后方安装打光灯，并调整打光灯的光线以确保所拍摄照片的清晰度。

3.根据权利要求1或2所述的一种金属材料自由扭转变形Swift效应的测试方法，其特征在于，所述控制器为工业计算机。

4.根据权利要求3所述的一种金属材料自由扭转变形Swift效应的测试方法，其特征在于，所述扭转试验机为Zwick020电子万能试验机，所述高速摄像机(3)为i‑SPEED507高速摄像机(3)。

5.根据权利要求4所述的一种金属材料自由扭转变形Swift效应的测试方法，其特征在于，在步骤二S23中砂纸的目数为600#或800#。

6.根据权利要求5所述的一种金属材料自由扭转变形Swift效应的测试方法，其特征在于，在步骤四S42中M为1～3。