斜拉桥塔锚固区光弹性应力分析与等倾线图像处理

本文采用光弹性冻结应力法，对独塔斜拉桥塔锚固区进行了应力分析，给出了有关截面的边界应力分布及主应力迹线，从而为优化工程设计提供了重要的参考依据。本文还提出了一种新的提取等倾线的方法──图像对数增强相减法，实现了等倾线与等差线条纹的分离，同时使条纹得到了细化，提高了处理等倾线的速度与准确度。编制了自动绘制主应力迹线的程序，利用它绘制了桥塔截面的次主应力迹线。     

数字图像处理技术用于等倾线条纹的处理

本文利用数字图像处理技术,对光弹性条纹进行处理,实现了等倾线与等差线的分离,提高了等倾线的测试精度。同时利用微机系统进行主应力迹线的绘制,提高了主应力迹线绘制的准确性.     

主应力迹线的自动绘制

主应力迹线是代表主应力方向的曲线簇。在土木建筑工程中主应力迹线是布筋方向的依据,但是在工程中通常都是徒手或用曲线板近似绘制主应力迹线。作者提出一种新的主应力迹线自动的绘制方法。该方法是根据主应力迹线满足过任意三条等倾线的主应力都可以用二次曲线来描述这一条件,再利用主应力迹线本身所具有的性质列出方程组解算出描述主应力迹线的一元二次方程,然后根据方程描绘出所求的主应力迹线。实验证明这种方法对于工程上进行主应力迹线的绘制很有效。     

光弹条纹图像的全场相移技术

本文详细分析了光弹性条纹图像的特点，利用图像处理技术，结合相移法及Ｔａｒｄｙ补偿法，实现了等倾线和等差线的全场相移，使得模型中任一点的主应力差值及第一主应力方向值可由计算机自动判读，实现了光弹性实验数据的自动处理。     

等差线和等倾线的计算机识别及绘制

在普通光弹仪上配置光电耦合二极管信号采集装置和专用程序计算机,就构成了能实时地处理光弹图象的系统。CCPD-1024成线阵排列,能同时采集模型中一个截面上的光强信号。等色线或等倾线条纹的位置由计算机从光强分布图上读出。CCPD-1024对模型扫描时,计算机记录了各个截面上的等色线和等倾线位置的信息,并据此绘制出反映全场性分布的光弹性条纹图案。     

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.     

改进的六步相移法确定等倾角与等差线相位

光弹性应力分析是一种重要的实验方法,确定等倾线参数和等差线参数是光弹法的关键。常用的六步相移法可以自动确定等倾线和等差线参数,但在求解等倾角时,由于不能避免等倾线相位图中耦合等差线的影响,会造成误差。针对这个问题,本文提出优化方案--多次载荷-六步相移法,实现在等倾线相位图求解中消除等差线的影响。通过处理对称受压圆盘在不同载荷、不同光场下得到的光弹图像,实现光弹性等倾线和等差线的自动判读,验证了所提方法的可行性。     

基于动态光弹性方法的冲击载荷作用下自由边界主应力研究

当物体在冲击载荷作用下,物体内部会产生应力波,研究应力波的传播过程及规律对研究物体受冲击载荷作用具有重大的意义.应力波在物体内传播时,在自由边界处产生的主应力状态对于理论求解和计算有着重要意义.采用动态光弹性方法,结合新型动光弹系统及相关实验设备采集物体在冲击载荷作用下的等倾线和等差线条纹图,通过分析等倾线的条纹,得出等倾线与自由边界相交所成角度不为0°或909,得出在物体自由边界处两个主应力均存在且不为零的结论.针对上述结果,采用电测方法进行验证,两试验结果相符合,方案可行且准确.     

动光弹性法中若干问题的近期研究进展

为适应解决工程中越来越多动态力学问题的需求,在近年来计算技术、高速摄影技术、图像处理技术等迅速发展的基础上,本文对动光弹性法中的若干关键问题近期的研究进展作简要叙述。内容包括:(1)新型数字式动光弹仪的研制,这种光弹仪以激光光源取代多火花放电式光源,实现了连续、实时的强光源,以高速摄影系统取代原来多个相机的拍摄系统,利用计算机软件对整个系统装置进行控制,实现了图像的优化采集,为数字化处理图像提供了有力的保障;(2)静、动光弹性材料的探索,重点介绍了动光弹模型材料的新配方和新工艺;该工艺采用硅橡胶模具,无需使用脱模剂,利用常温固化形成环氧树脂板材或块体,可精密浇注,一次到位,材料具有良好的光力学性能;(3)动光弹的工程应用,利用新型数字式动光弹仪器以及环氧树脂浇注新的工艺进行了实际工程的研究,取得了一些有价值的结果。文中以某舰船中的部件舵机和基座及海岸工程中港口关键部位柱、柱帽连接部位为实例进行了动应力分析,证明了新研制的仪器和新材料均满足试验要求,有广阔的发展前景。     

动光弹性法中若干问题的近期研究进展

为适应解决工程中越来越多动态力学问题的需求,在近年来计算技术、高速摄影技术、图像处理技术等迅速发展的基础上,本文对动光弹性法中的若干关键问题近期的研究进展作简要叙述。内容包括：(1)新型数字式动光弹仪的研制,这种光弹仪以激光光源取代多火花放电式光源,实现了连续、实时的强光源,以高速摄影系统取代原来多个相机的拍摄系统,利用计算机软件对整个系统装置进行控制,实现了图像的优化采集,为数字化处理图像提供了有力的保障;(2)静、动光弹性材料的探索,重点介绍了动光弹模型材料的新配方和新工艺;该工艺采用硅橡胶模具,无需使用脱模剂,利用常温固化形成环氧树脂板材或块体,可精密浇注,一次到位,材料具有良好的光力学性能;(3)动光弹的工程应用,利用新型数字式动光弹仪器以及环氧树脂浇注新的工艺进行了实际工程的研究,取得了一些有价值的结果。文中以某舰船中的部件舵机和基座及海岸工程中港口关键部位柱、柱帽连接部位为实例进行了动应力分析,证明了新研制的仪器和新材料均满足试验要求,有广阔的发展前景。     

Estimation of complex air–water interfaces from particle image velocimetry images

This paper describes a method for the estimation of the instantaneous air–water interface directly from particle image velocimetry (PIV) images of a laboratory generated air entraining turbulent hydraulic jump. Image processing methods such as texture segmentation based on gray level co-occurrence matrices are used to obtain a first approximation for the discrete location of the free surface. Active contours based on energy minimization principles are then implemented to get a more accurate estimate of the calculated interface and draw it closer to the real surface. Results are presented for two sets of images with varying degrees of image information and surface deformation. Comparisons with visually-interpreted surfaces show good agreement. In the absence of in-situ measurements, several verification tests based on physical reasoning show that the free surface is calculated to acceptable levels of accuracy. Aside from a single image used to tune the set of parameters, the algorithm is completely automated to process an ensemble of images representative of typical PIV applications. The method is computationally efficient and can be used to track fluid-interfaces undergoing non-rigid deformations.     

应用新型动光弹系统研究某设备受冲击载荷作用

结构受到冲击时,其应力分布与在静荷载作用下完全不同.本丈应用新型动光弹实验系统研究了某设备在冲击载荷作用下其内部动态应力分布情况.该系统由部分传统的动光弹实验装置、高速摄影系统和数字光弹图像处理系统组成,并且采用激光光源、落锤冲击载荷加载装置.加工制作了该设备模型的光弹性模型,应用到冲击载荷作用下的实验研究中,得到了该...     

Photoelectric-computer data processing (PCP) program in experimental photo-stress analysis

A photoelectric-computer data processing(PCP)prog-ram in experimental photo-stress analysis is presented in this paper.The basic equation of photoelastic stress analysis by Chen(1962)is adopted,and a cubic spline function suitable for processing photoelastic data is derived.This program requires minimum data input to the computer.It has been proved that the program is more accurate and more time-saving than any other methods so far as we know.     

两相流PIV粒子图像处理方法的研究

本文在单相PIV技术的基础上研究了两相流动PIV图像处理方法，采用摸板匹配法和灰度加权标定法对两相粒子进行了识别、区分和标定，采用灰度互相关法对区分后的单相粒子图像进行了处理，应用基于以上方法编制的Windows应用软件，首先对由美国Minnesota大学复杂流动实验室提供的两相流动粒子图片进行了处理，通过对比分析可见，应用本文所采用的方法能对两相粒子进行有效的识别和区分，然后以搅拌槽内液固两相流场为例对此方法进行了应用。     

Photoelastic experimental hybrid method for fracture mechanics of anisotropic materials

In this paper, the isotropic and anisotropic photoelastic experimental hybrid methods for fracture mechanics are developed. Using the photoelastic experimental hybrid method, it is demonstrated that one can precisely obtain stress intensity factors and separate the stress components of isotropic and anisotropic plate problems from the only isochromatics.     

颗粒材料接触特性之接触点的确定

颗粒物质在自然界中普遍存在,如砂砾、谷物、堆石体和碎屑流等,许多自然现象和工业过程都与颗粒物质的运动状态有关。弄清颗粒之间的接触特征是理解颗粒变形与运动规律的关键,与之相关联的接触点确定是获取全场接触力(包括力链)信息的难点。近年来,光弹法逐渐成为这类问题研究的有效手段之一,原因在于该方法具有原理简单、操作方便、图像直观等优点。然而,已有的接触点判定方法主要依赖于圆盘圆心距离的计算,对于小变形圆盘接触特征难以有效识别。为此,本文发展了一种基于去除零级条纹区域及图像矩阵转换的算法,可以有效地确定接触点的位置。主要步骤如下:首先运用主成分分析方法对图像进行分析,提取主成分,并重构原图像;然后利用模板匹配方法提取各个光弹圆盘,接着对提取出来的各个圆盘进行图像矩阵变换;最后对变换后的图像局部进行垂直方向灰度梯度平方计算,描绘梯度变化曲线并提取曲线峰值,从而识别出接触点(位置)。     

复合材料光弹性分析的工程方法

本文在推导均衡光弹性复合材料应力(应变)—光定律的基础上,导出了均衡光弹性复合材料的近似应变—光定律。然后加以推广,提出适用于一般光弹性复合材料的近似应变—光定律.精度分析及实验验证表明:作为工程计算,在采用本文推荐的参数时,光弹性复合材料可视作各向同性材料进行光弹性分析。