基于电子散斑干涉法的高弹性连轴器挠性杆位移分析

本文重点讨论了应用电子散斑干涉法测量弹性元件的挠曲线的方法.将电子散斑测量离面位移的光路引入到高弹性连轴器挠性杆的横向弯曲变形测量中.新的离面位移测量光路并结合相移技术是其特点.首先采用类似于麦克尔逊式光路的方式将物光和参考光垂直分布,使得离面位移的结果是直接并且是纯粹的获得;其次,固体泵浦激光的相干长度很长,从而在设计光路时带来了便利,光路可以很紧凑而不考虑物光与参考光的光程差;最后,在参考光路中引入精密的PZT相移器,从而实现了位相技术,使得测量的结果能数字化输出.电子散斑干涉方法在光学非破坏性检测领域得到了广泛的应用,采用电子散斑干涉技术可以测量物体的变形、位移、振型等.该方法具有实时显示、全场非接触测量、精度和灵敏度高、采用位相技术可以方便的实现测量结果的数字化等优点.本文采用电子散斑干涉结合相移技术,得到了的数字化结果,再和有限元模拟计算进行了比较,证明了方法的正确性.     

非正弦格栅相移技术

为将高精度、自动化的相移技术引入非相干光投影格栅测量高度的方法中,本文详细地研究了非相干光投影格栅法使用的非正弦格栅用于相移的可能性,从而发展出非正弦格栅相移技术,拓展了相移法的概念和使用范围,研究结果表明,并非仅有正弦性格栅可以用于相移法,大部分周期性格栅都可用于相移法,并且仍可有较高的精度.文中在理论分析的基础上,进行了模拟计算,并给出了实例。     

三维相移电子散斑干涉法在柴油机机身中的应用

本文通过一新的三维电子散斑干涉方法，结合四步相移技术和图象处理技术，从三幅全场散斑位相条纹图分离出独立的u、υ、w场位移。测量系统的特点是用三个激光器作为光源，一个PZT相移器推动三个反射镜产生参考光并实现相移以及CCD摄像机前放置大错位剪切镜。将该测量系统应用到柴油机机身部件测量上，得到了机身主轴承孔周的三维位移场，并将此结果作为有限元计算的边界条件，得到了精确的柴油机机身计算结果，证明这一新技术可为柴油机零部件的强度和刚度分析评价提供一种十分有效的方法。     

基于偏振投影与空域耦合的两步相移测量方法

栅线投影测量是一种被广泛采用的非接触、高精度三维形貌测量方法。然而由于时间相移技术不能在同一时刻采集相移图像,导致这一技术在工业在线检测中难以发挥应有的作用,因此本文结合偏振相机技术,提出了一种基于双偏振投影校正的空间相移测量方法。该方法通过在一对投影仪镜头前加装偏振方向正交的线偏振片,并采用本文提出的投影仪自校正方法,将具有恒定相移量、但偏振方向不同的相移栅线图案投影到待测物体表面,利用偏振相机单帧采集即可获得不同偏振方向的2幅相移图像,从而实现空间两步相移。实验结果表明,该方法对于非消偏振表面具有很好的测量效果,2幅相移图像的采集时间与相机曝光时间相同,可以用于在线测量。     

相移逻辑云纹法（PSALM）用于位移场和应变场测试

本文讨论了相移逻辑云纹法用于位移场、应变场测量时的原理，把它用于细观力学问题研究可得到１５×１５μｍ２微区内的应变分布，实验表明，此方法可快速全自动得到结果．     

基于压力相移辅助的超流体陀螺

超流体陀螺是新一代惯性传感器,面临的关键问题是:在幅值锁定控制系统中,热相移的注入存在较大延时,引起其动态测量性能急剧下降。为此,在研究了超流体压力相移产生原理的基础上,提出采用静电力产生压力差的方法,并根据超流体的理论,构建了压力相移的数学模型。为解算角速度,提出了基于压力相移辅助的算法,锁定了超流体相移。仿真结果表明,基于该方法,超流体陀螺测量角加速度变化的信号时,测量误差减小了约一个数量级。因此,超流体陀螺的动态性能得到了很大改善,测量精度有了显著提高。     

白光数字散斑图像频域自动识别技术——用于逐点分析的数字相移法

提出了一种应用于白光数字散斑图像频域位移测量技术的数字相移方法,利用计算机本身的能力,无需增加任何设备,通过计算机生成的四幅图像进行相移计算,得到逐点分析的条纹的未去包裹图像,从该图像确定位移的方向和大小,实现了白光数字散斑图像的全自动化处理。白光数字散斑方法设备简单,对环境的要求低,无需防振和相干光源,引入本文提出的数字相移技术,由于充分利用了计算机数字图像处理的功能,在未增加任何设备的情况下实现了全自动位移测量,是一种适合工业现场测量的有发展前途的位移测试的技术。     

数字散斑剪切干涉及偏转平台法相移系统研究

在传统的剪切电子散斑干涉中 ,直接观测到的是干涉条纹图样。因此 ,如何将位移导数场的定量信息从剪切电子散斑干涉条纹图案中提取出来 ,一直是人们关心的问题。本文运用传播光矢量对数字散斑剪切干涉的条纹形成作了理论解释 ,使其物理意义更加清晰。理论分析表明 ,物体的微小偏转可引入线性附加位相。因此 ,通过连续偏转物体可实现剪切电子散斑干涉的相移。本研究通过计算机控制载物平台的精细旋转实现相移 ,结合传统的数字散斑剪切干涉技术以及四步相移算法 ,实现了数字剪切散斑干涉相移系统。利用该系统进行了中心加载、周边固定的圆盘的典型实验 ,实验结果表明该系统可以方便有效地提取出位移导数场的定量信息。     

面内和离面位移场的电子散斑（ESPI）自动检测技术研究

本文采用频域同态滤波技术，减少了电子散斑的噪声，得到高质量的条纹图，并介绍一种自行设计的新型相移器，它结构简单，性能稳定，测试精度高和操作方便，此外，应用以上两种技术，以承受均布载荷周边固定的圆板为例，实现了电子散斑三维位移场的自动测量，实验与理论值吻合良好。     

一种散光图象双折射相移的方法

由Pindera等提出了等达因法导出了平面问题的三个应力分量，可以非破坏性测取受力物体内部的应力状态，是一种有效的光测技术，应力分量与等达因条纹级次的导数相关，为得到具有高测试精度的应力分量在等达因条纹测试中引入了双折射相移技术，文中提出了一种在散光激光入射光路中用加入一可调偏振片和一可调1／4波片实现散光图象双折射相移的方法，该方法设备简单，能保证总体光强的一致性。     

Full-field automatic evaluation of an isoclinic parameter in white light

In this paper, a technique for full-field evaluation of the isoclinic parameter is presented. It combines the phase-shifting method with true color imaging technology to minimize the interaction between isoclinic and isochromatic fringes. The paper also shows how the proposed technique can be suitably integrated with known methods for evaluating the retardations. Furthermore, a digital algorithm for filtering wrapped phase data obtained by general phase-shifting techniques is presented.     

Real-time analysis of isochromatics and isoclinics using the phase-shifting method

This paper studies a new real-time phase-shifting method for the analysis of isochromatic and isoclinic parameters in photoelasticity. By rotating an analyzer at a constant rate and an output quarter-wave plate at a double rate of the analyzer and recording images by a CCD camera continuously, sequential images which brightness is integrated by sensors in a CCD camera during phase-shifting are obtained. Then, the distributions of the isochromatic and isoclinic parameters are obtained immediately and quantitatively using the proposed phase-shifting algorithm. The proposed method can be applied to high-speed inspection of optical elements or glass products. Also, it is expected that slowly varying time-dependent problems can be analyzed by the proposed method.     

条纹投影形貌测量的品质评估位相展开

0Introduction Phaseunwrappingisrelatedtomanyresearchdisciplinesincludingopticalmetrology,synthetic apertureradar,acousticimaging,magneticresonanceimaging(MRI)andmicrowaveinterferometry.AnexcellenttextbookbyGhigliaandPritt[1]presentedthefundamentaltheoryan…     

Quality Guided Phase Unwrapping for Fringe Projection Profilometry

0Introduction Phaseunwrappingisrelatedtomanyresearchdisciplinesincludingopticalmetrology,synthetic apertureradar,acousticimaging,magneticresonanceimaging(MRI)andmicrowaveinterferometry.AnexcellenttextbookbyGhigliaandPritt[1]presentedthefundamentaltheoryandvariousalgorithms ofphaseunwrapping.Thispaperwillfocusonasocalledquality guidedphaseunwrappingapproach.Inthisapproach,aqualitymapgeneratedbyacertainphasequalityevaluationcriterionisincorporated toguidetheunwrappingprocess.Attheprimitivesta…     

利用光学干涉条纹图相位分析测量纳米位移

Optical methods such as Twyman-Green interferometry, moiré interferometry, holographic interferometry and speckle interferometry are useful to measure displacement and strain in the full-field of structures. Recently phase analysis method of fringe patterns obtained by these optical methods becomes popular, and it provides accurate quantitative results in the full-field. In this paper, in order to measure displacement and strain, real-time or high-speed nano-meter displacement measurement methods developed by the authors are introduced. That is, (1) out-of-plane displacement analysis by Twyman-Green interferometry using integrated phase-shifting method using Fourier transform phase-shifting method, (2) simultaneous two-dimensional in-plane displacement analysis by moiré interferometry and (3) out-of-plane displacement analysis by phase-shifting digital holographic interferometry. The theories and applications are shown.     

投影栅相移法中的相位波动误差及修正算法研究

分析了因测量系统非线性响应及局部饱和投影栅图像所导致的相位误差及其波动特性。经过实验验证,四步相移算法在抑制系统非线性响应所引起的相位误差方面优于三步相移算法。通过模拟分析得出,在采用传统相移算法对局部饱和条纹图像分析时,相位误差较大,且相位分布具有周期波动特性。为减小因图像局部饱和而产生的相位误差,文中采用了新的算法提取相位。实验分析结果验证了算法的正确性。     

Nano-meter Displacement Measurement by Phase Analysis of Fringe Patterns Obtained by Optical Methods

0Introduction Inordertomonitorthehealthofstructures,straingagesanddisplacementtransducersare usuallyused.Thereasonisthatmanyrulesorcodesforinspectionofstructuresrequiretousestrain gagesanddisplacementtransducers,anditiseasytousethem.However,thesemethodsarebasically one pointmeasurementmethods.Theyareexpensiveandtime consumingfordistributionanalysis.Opticalmethodssuchasgrating projection,geometricmoir啨,moir啨interferometry,holographic interferometryandspeckleinterferometryareusefultomeasuredi…     

光学干涉计量中的位相测量方法

对光学干涉计量中常用的位相测量方法进行了综述,包括时间相移法、空间相移法、空间载波相移法和Fourier变换法以及位相展开问题。     

APPLICATION OF THE DIGITAL MOIRE METHOD IN FRACTURE ANALYSIS OF A CRACKED RUBBER SHEET

This paper deals with the mode I crack problem of a cracked rubber sheet under plane stress condition using the delicate digital moire technique. Through the four step phase-shifting method of automated fringe analysis, the displacement fields in the Cartesian coordinate system are given. By the coordinate-transform equation, the radial and circular displacement distributions in the polar coordinate system are obtained. The displacement isoline distributions and displacement vector distributions near the crack tip are discussed. The strain isoline distributions near the crack tip are also analyzed in this paper. Finally, the distribution rules for the mechanical fields near the crack tip are discussed with the sector division method.     

青藏铁路冻土区遮挡式路基结构安全可靠性预测分析

冻土区路基的安全可靠性取决于路基地温场特征和路基面抗自然侵蚀特征。在路基基床上部修筑遮阳棚和在边坡上修筑遮阳板既可阻挡太阳对路基面和路基边坡的直接辐射,改变路基地温场形态,降低土层温度,又可防止降水渗入路基或降雪覆盖路面。这对防止冻土退化,提高冻土区铁路路基安全可靠性是一种非常有效而又简单易行的工程措施。本文以青藏铁路冻土区遮挡式路基结构路基表面温度数据和该地段气象资料为基础,运用带有相变的一维热传导方程模拟分析了青藏铁路长期运营过程中遮挡式路基结构对冻土区路基人为上限的抬升效果及对路基稳定性的影响,认为遮挡式路基结构是一种安全可靠的冻土区路基工程结构形式,同时也是未来铁路运营过程整治路基病害的一种有效工程措施。