全息干涉在光弹性中的应用

一、引言 自从60年代激光器问世以来,为科学技术及工业部门提供了优良的光源,激光技术很快地得到了广泛的应用。激光光源的重要特点在于:高单色性,高方向性和高强度;同时能从激光光源直接获得偏振光。这些性质,都正是光弹性技术所需要的。1966年,Taylor,Swinson 等人就把激光器用作光弹性仪的光源,并用于动荷及散光光测技术。 由于以上的特点,激光光源有较好的相干性,使全息摄影技术得到了迅速的发展。近年来,在光弹性中也引用了全息干涉法。古典光弹性在过去半个世纪中是很重要的试验应力分析的方法之一。通过测量在平面模型内传播的两个正交偏振光的相对减速,可以     

提取等倾线的数字图象处理法

本文详细介绍了应用数字图象处理技术进行图象相除和图象相减,获取没有等色线干扰的、精确定位的和倍增信息的等倾线的全场分析方法,并作了典型验证实验,为光测弹性力学的改革提供了途径和理论依据。     

焦散线法与应力“解冻”法相结合分析弹性半空间接触问题

本文将焦散线法实验技术与三维光弹性中切片“解冻”技术结合起来,分析了半空间体在边界上受切向和法向集中力作用时的接触问题。实验得到的焦散线图象与理论结果符合良好,从而为焦散线法的应用开辟了新的有效途径。本文的最后,提出了一个测定光弹性材料冻结时力学性能的新方法,实验结果与用拉伸试件测得的结果比较,两者吻合良好。     

光弹性应力分析的条纹灰度法

条纹灰度法在光弹性中能自动采集数据、分析和显示等色线条纹图。这种方法组合了光弹性和数字图象分析两种技术,这篇论文描述了一个Apple—Ⅱ微型计算机图象分析系统,它把等色线图分成256×256个图象元素(象素),每一象素将亮度转换成8—bit分辨率的视频讯号,在黑到亮之间产生256级灰度,灰度Z与条纹级数N在暗场时,它能写成N=(1/π)arcsin(AZ~(1/2r))其中A、r是常数。这种方法对相对迟后小于半波长的双折射特别有效,这篇论文中用两片玻璃模型研究弹性应力场,具有很好的分辨率,其结果表明对应力分析主应力差(σ_1-σ_2)有较高精度。     

中国力学学会第六届实验力学学术会议

1 989年11月6一9日井1月6日10:00~12:00光弹性(1卜一热光弹性方法拱形结构的沮度应力热光弹性分析锅炉气包下降曹处热应力研究构件受热冲击的热光弹性分析确定沮度分布和热应力的一种新的全息方法曲轴光弹性应力分析中的载荷棋拟问耳有限宽板中孔、缝附近的应力滚中 上海主席:徐铸张祖巡第1会议室 张抱和东南大学 方顺利东南大学 徐宁光南京农业大学 何小元东南大学 高秋平郑州机械研究所 王妆杨哈尔滨市工人业余大学‘2光弹性(2)一一全息光弹性 全息光弹性在过渡态冻结中应用的初步探索 过渡态冻结在蜗轮付接触问厄研究中的应用 反射式同轴…     

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。     

计算机辅助光弹性应力分析

本文提出一种新的计算机辅助光弹性应力分析方法,它具有全电子记录、全自动应力场分析、光路简单等优点。相位技术的采用使数据精度大大提高。文中给出了几种实验光路以及提高图象质量的方法,用对经受压圆盘光弹实验证明了方法的可行性。     

一种星敏感器杂散光规避方法

星敏感器应用于弹道导弹、卫星等近地空间的航天器上时易受到太阳光和月亮光等杂散光的干扰,使星图的信噪比大大降低,甚至淹没星点。针对上述问题,提出了一种星敏感器杂散光规避方法。首先,以地心赤道惯性坐标系为参考坐标系,分析给出了太阳光、月亮光和地气光这三种主要的杂散光进入星敏感器视场的条件;然后,推导了能够同时规避三种杂散光的星敏感器光轴参考指向;最后,梳理提出了一种快速有效的星敏感器杂散光规避方法。利用STK软件进行仿真实验的结果表明,在卫星运行期间,根据所提方法给出的星敏感器光轴指向规避太阳光、月亮光和地气光的成功率为100%,所提方法的有效性得到了验证。     

散斑光弹性干涉法

全息干涉法和普通光弹性法相结合产生了全息光弹性法。与此类似,本文建议将散斑干涉法和光弹性相结合形成具有一定特点的散斑光弹干涉法。近十几年来,散斑干涉法得到了很快的发展,可以获得面内或离面位移,错位散斑干涉法则可获得位移梯度场。本文建议将光弹性透明模型置于双光束散斑干涉光路中,通过两次曝光法可以获得模型的应力条纹图案。但和全息光弹性法相比,只要选择合适的漫反射器,用散斑光弹干涉法可以获得不受等差线干扰的、单纯的等和线条纹图。同样的理由,也可以获得三维应力模型冻结切片的等和线条纹图。更有意义的是采用双光片散光穿透模型的散斑光弹性干涉法将有可能获得整体三维应力模型内部的绝对光程应力条纹图,这将为三维应力分析提供一种新的实验方法。     

实时自动采集和处理圆柱扭转散光条纹

本文叙述散光条纹图象实时采集和处理的方法。PERICOLOR—1000(PC—1000)图象处理系统作为条纹分析系统。使用TV摄像机识别条纹图并实时自动采集资料,使用了两维中值滤波技术。本文以一个圆柱纯扭转的三维问题表示它的应用。     

数字光弹性法综述

将光弹性法与计算机图像处理技术相结合 ,来自动采集光弹性数据和分析应力的方法 ,称为数字光弹性法 ,与传统光弹性法相比 ,它可以进一步提高实验速度和精度。本文详细讨论了以下两个方面 :一是光弹性条纹的细化和倍增处理技术 ;二是自动确定光弹性参数的技术 ,包括相移法、傅立叶变换法、逐步载荷法、广谱分析法和RGB光弹性法等。通过对近二十年来国内外在这些方面的研究、应用和进展作了综述 ,认为采用白光的彩色域相移技术计算光弹性等倾角 ,结合采用白光源或三色光源的相移法来确定光弹性等色线级数 ,有望成为解决静态二维和三维冻结模型薄切片应力分析的最佳方法 ;另外 ,设计一种能实时和同步采集多幅条纹图的实验装置 ,通过相移法来自动获取动态光弹性数据 ,是数字动态光弹性法很有前景的发展方向     

基于染料的光弹性涂层方法回顾与展望

光弹性涂层法是最常用的实验应变分析测试技术之一,但其实际应用受到诸如准备时间长、基底加强效应、复杂的数据后期处理等固有局限性的影响。近年来,出现了两种通过在光弹性聚合物材料中添加非发光染料或发光染料的新的光弹性涂层制作方法。这种基于染料的光弹性涂层使新方法能够克服上述传统光弹性涂层法应用中的许多局限性,并有望成为重要的应变测量工具。论文回顾了这两种新的基于染料的光弹性涂层方法的提出与发展过程,分别介绍了两种测量方法的实验装置、基本原理及一些实际应用,总结了两种新方法各自的优点与不足。最后指出了基于添加发光染料的发光光弹性涂层的未来发展方向和技术改进。     

复合弹模光弹模型中粘结约束应力的消除方法

本文对变弹性模量三维光弹地质体模型中的粘结约束应力进行了分析和讨论。同时,提出了两种消除变弹模光弹模型中粘结约束应力的方法。本文对变弹性模量三维光弹性实验的应用和发展具有一定的参考价值。     

光弹性—数字散斑相关混合法在光弹条纹主应力分解中的应用

光弹性法是研究结构内部应力分布问题的一个有效方法.光弹性实验中,通常可以方便地得到等色线条纹图.确定了等色线条纹级数以后,为获得平面模型中任意点的应力完全解,需要借助其它方法给出一个补充方程.本文将光弹性法与数字散斑相关法相结合,提出一种用于光弹性法分离主应力的新方法:光弹性-数字散斑相关混合法.在理论研究的基础上,设计了光弹性-数字散斑相关混合法实验系统,并通过相应的三点弯曲实验对该方法和实验系统的有效性做出分析和论证.该研究为光弹全场应力分解以及动态光弹性-数字散斑相关混合法提供了理论和实验基础.     

复合材料光弹性分析的近似方法

本文提出了一种用于光弹性复合材料的简化应变——光学定律。按照这一简化定律。模型材料的主应变差和主应变方向只要利用光弹性实验测出的等差线与等倾线即可求得。些是一种正交异性光弹性分析的近似方法,这一方法所得结果与实验数据比较,最大误差在10％左右。由于采用简化应变——光学定律使得正交异性光弹性分析工作大为简便,因此它是一种适合于工程应用的近似方法。     

GTF-181型光弹性数字图象分析系统通过技术鉴定

国防科技大学航天技术系研制的“GTF-181型光弹性数字图象分析系统”,1986年11月2日在长沙通过技术鉴定。该系统由电视摄象机、摄象机精密移动架、帧捕获器、监视器、IBM PC/XT 微型计算机、打印机、绘图仪等七部分组成。到会的专家认为:系统组合方案合理,经济适用,是我国第一台光弹性数字图象分析系统,具有国内先进水平,有推广使用价值。该项科研成果成功地将电子计算机技术、     

冲击作用下含孔洞纤维增强复合材料平板的动力学实验与数值研究

作为复合材料动力学实验与数值研究的应用实例 ,实验研究采用正交异性动态光弹性方法 ,数值分析运用各向异性介质的时域边界元方法。纤维增强光弹性复合材料平板被用来模拟含孔洞的正交异性半无限域 ,用小口径步枪施加与纤维方向成 0及 90两个方向的冲击载荷 ,在正交异性动态光弹性实验中记录了应力波在孔洞周围的传播、反射与绕射过程 ,此过程被进一步转换成应力分量的变化时程 ,并与相应的时域边界元方法的数值分析结果进行了比较。     

电子散斑和全息光弹法相结合测量透明材料的应力强度因子K1

全息光弹性中等和线是获得断裂力学中应力强度因子的一种有效方法之一。但用传统的全息光弹性方法获取等和线需暗房，要经过显影定影及再现，而且不能直接数字化使其应用受到限制。本文提出一种将全息光弹性与相移电子散斑干涉（Electric Speckle Pattern Interferometry，简称ESPI）有机结合的方法，不但克服传统全息光弹性的不足，而且使全息光弹性实现了数字化。文中将这一方法成功应用于有预制裂纹的三点弯曲试件上，定量求得其应力强度因子（Stress Intensity Factor，简称SIF）K1，而且实验值和理论值具有相一致的结果。     

新的动态光弹性主应力分离混合法研究

动态光弹性法是研究动态问题的一种重要方法,但要实现动态光弹性主应力的分离以及等倾线的获取和分离还存在较大的困难.针对动态光弹性法的主应力分离问题以及相关的试验技术展开研究,以相容方程作为动态光弹性试验的补充条件,将动态光弹性法与数值计算方法结合起来,提出一种用于动态光弹试验主应力分离的新方法:动态光弹性-数值计算混合法,研究并实现了动态光弹性试验中的等倾线的获取和分离.并选用了典型的圆盘试件进行动态光弹性试验及应力分析,对该混合法的可靠性和准确性进行了论证.     

电子散斑和全息光弹法相结合测量透明材料的应力强度因子KI

全息光弹性中等和线是获得断裂力学中应力强度因子的一种有效方法之一.但用传统的全息光弹性方法获取等和线需暗房,要经过显影定影及再现,而且不能直接数字化使其应用受到限制.本文提出一种将全息光弹性与相移电子散斑干涉(Electric Speckle Pattern Interferometry,简称ESPI)有机结合的方法,不但克服传统全息光弹性的不足,而且使全息光弹性实现了数字化.文中将这一方法成功应用于有预制裂纹的三点弯曲试件上,定量求得其应力强度因子(Stress Intensity Factor,简称SIF)KI,而且实验值和理论值具有相一致的结果.