细观力学实验技术综述

本文以应用较多的光测技术为主,综述了细观力学测量中光、声、磁、射线等试验技术.可望在细观研究中发挥重要作用的光学方法有全息干涉、激光或非相干光散斑法、云纹和云纹干涉法、格子法、各种显微镜技术、衍射法和射线技术.在各种方法中,图像处理系统和技术都将发挥很大的作用。     

细观力学研究方法与实验技术

应用力学在工程应用中出现的事故导细观力学的兴起，本文阐述限细观力学的特点、研究方法和实验技术。对作者研究的电子光学散斑干涉法进行了简要的介绍。     

云纹干涉法的理论与应用研究评述

本文对云纹干涉法的原理、方法、实验技术及在应用研究上所取得的进展作了简要的评述，并对云纹干涉法今后的研究方向进行了一些展望．     

介质云纹干涉法

介质云纹干涉法石玲，戴福隆（清华大学工程力学系，北京１０００８４）１引言云纹干涉法在８０年代初由Ｄ．Ｐｏｓｔ首先提出，由于其灵敏度高、条纹反差好、分辨率高、可以实时观测等优点，得到了迅速发展和广泛应用￣［１］，然而，随着近代力学研究对象从宏观进入细观...     

介质云纹干涉法

介质云纹干涉法石玲，戴福隆（清华大学工程力学系，北京１０００８４）１引言云纹干涉法在８０年代初由Ｄ．Ｐｏｓｔ首先提出，由于其灵敏度高、条纹反差好、分辨率高、可以实时观测等优点，得到了迅速发展和广泛应用￣［１］，然而，随着近代力学研究对象从宏观进入细观...     

中国近代光测力学的进展和前景

实验力学是一门应用性很强的分支学科,是各学科发展必不可少的基础和手段,又是受到各学科发展以及整个国家工业和技术水平影响的学科.它包括理论研究、技术发展、仪器研制和应用各个方面.近年来中国实验力学有了较快的发展,现代光测力学是其中的一部分.近代光测力学是在原来光测弹性力学和云纹的基础上,由于激光问世而蓬勃发展起来的新原理和新技术,包括全息干涉、散斑干涉、焦散线法和云纹干涉法等等.同时,基于近年来图像处理方面的飞速发展和微机的普及,使近代光测力学的各方面,都向前跨了一大步.     

中国近代光测力学的进展和前景

实验力学是一门应用性很强的分支学科,是各学科发展必不可少的基础和手段,又是受到各学科发展以及整个国家工业和技术水平影响的学科.它包括理论研究、技术发展、仪器研制和应用各个方面.近年来中国实验力学有了较快的发展,现代光测力学是其中的一部分.近代光测力学是在原来光测弹性力学和云纹的基础上,由于激光问世而蓬勃发展起来的新原理和新技术,包括全息干涉、散斑干涉、焦散线法和云纹干涉法等等.同时,基于近年来图像处理方面的飞速发展和微机的普及,使近代光测力学的各方面,都向前跨了一大步.     

相移云纹干涉系统及其应用

将云纹干涉法和相移技术结合起来,实现了基于Carre算法的相移云纹干涉系统,测量精度可以达到纳米量级而且提高了测试自动化程度;并将其应用于双材料的界面力学问题研究。     

第三讲 云纹干涉法

1 引言本篇介绍了云纹干涉法的发展历史,光学原理,实验技术,在断裂测试中的应用及其发展前景。本篇采用的一种非常简单的方法来定量地解释云纹干涉条纹及其形成,使不熟悉波前干涉理论的初学者易于接受,而又不失其理论上的严谨。云纹干涉法(Moire Interferometry)是在经典云纹法基础上发展起来的一种光测力学新方法。它继承了经典云纹法的简易性、全场性、实时性、条纹定域在表面及不受试件材料限制等的优点,加之测量灵敏度高(可达0.25μm),条纹反差好,而越来越受到实验力学工作者的重视。同时,云纹干涉法综合了经典云纹法和全息干涉的概念和技术。尽管它的条纹形成机理和     

用显微云纹干涉法研究SiC/Ti-15-3界面热残余应力场

SiC/Ti-15-3复合材料基体与增强体之间的热膨胀系数存在显著差异。在复合材料制造过程中经高温冷却后,在基体与增强体的界面会产生热残余应力场。此残余应力场对复合材料的力学性能会产生重要的影响。本文运用纤维推出法推出部分SiC纤维后,采用显微云纹干涉法在细观尺度研究了上述界面处的热残余应力,得到了分辨率较高的云纹图,并由此计算出了孔边处的残余应力。用有限元软件对界面热残余应力进行了数值模拟分析。实验结果表明,显微云纹干涉法可以用来测量直径为0.1 mm左右的纤维界面附近的残余应力场,在此尺度下,使用显微云纹干涉法比用电子束云纹法更方便。     

云纹干涉条纹倍增方法研究

本文将云纹干涉法与载波法、倍增技术相结合,提出一种位移场和应变场云纹干涉条纹倍增方法,该方法使得云纹干涉法测量灵敏度提高四倍以上。文中对该方法给出了严格的理论推导和实验验证。     

High resolution, high sensitivity moire method

Based on geometric moire method, moire interferometry and microscopic moire interferometry, a high spatial resolution and high sensitivity geometric microscopic moire method is presented. Geometric micron-moire patterns are produced by the superposition of two high frequency gratings through a microscope system. Compared with other grating-based photo-mechanics methods, microscopic moire method could provide whole-field moire patterns of both high spatial resolution and high sensitivity. The frequency of specimen and reference gratings used in this method can be from 1 line/mm to 10000 lines/mm. Additionally, a 4F optical filter system is used to enhance the contrast of microscopic moire patterns effectively. The project supported by the National Natural Science Foundation of China     

Application of refractive medium in optical micromechanics

The refractive medium is used in moire interferometry and holographic grating fabrication technique. The sensitivity of traditional interferometry and the frequency of grating are enhanced effectively. These two novel techniques extend the application scope of the moire interferometry and facilitate the realization of superlattice method in micromechanics study. The project supported by the National Natural Science Foundation of China     

瓷修复体界面断裂行为的模拟实验研究

本文利用云纹干涉法和云纹干涉－－有限元混合法，对瓷修复体的模拟双材料模型界面断裂问题进行了实验研究。用云纹干涉和数字错位云纹干涉法测量带边裂纹的双材料四点简支梁在剪切作用下界面表面的剪应变分布及界面两侧局部表面的位移场，实验表明，由于界面两两侧材料力学性质不同，表现出界面剪切断裂问题的非称性和裂尖附近复合型断裂的特点；用云纹干涉法和有限元法相结合的混合法对粘接界面角点应力奇异性进行研究，并对角点附近应力应变场作了分析，得到了应力奇异指数与边界楔角，载荷的关系，证明了用界面应力强度因子Kf来描述界面端部区域应力分布的公式，并得到了双材料界面端部区域的应力应变分布情况。本文的实验结果为进一步研究口腔金瓷修复体界面的优化设计提供了基础，同时也说明云纹干涉法对于双材料界面断裂行为的研究是有效的。     

异质双材料界面端部应力奇异性的实验分析

用高灵敏度的云纹干涉实验方法测量了弯曲载荷作用下异质结构的位移场，并采用局部混合法对实验结果进行处理，根据结果对界面端部区域的应力分布规律进行了讨论；求出了应力奇异性阶数λ和应力强度因子Ｋ，并将这一结果与Ｂｏｇｙ￣［１］等人用理论分析的方法所预期的结果和有限元计算结果进行了比较。本文的工作从实验的角度证实了异质双材料结构界面端部区域的应力状态可以用表达式：σ＿（ｉｊ）（ｒ，θ）＝ｋ·ｒ￣（－λ）ｆ＿（ｉｊ）（θ）来描述。     

组件裂尖变形场的云纹显微倍增研究

将云纹干涉法与显微、倍增技术相结合，发展了一种位移场云纹条纹显微倍增方法．对该方法进行了严格的理论推导和精确的实验验证，并用该方法对热载下微电子模拟组件的层间裂纹尖端位移场和奇异性进行了实验研究     

应用云纹干涉法测量力电耦合作用下铁电陶瓷的破坏行为

本文采用云纹干涉系统对的电陶瓷在力电耦合载荷作用下裂纹尖端的力学行为进行全场实时非接触动态细观测量,采用三点弯实验获取裂纹尖端区域在力电耦合作用下与电场集中有关的电致伸缩位移场,应变场,通过分析实验取得的云纹图得到了裂尖区域的位移场,应变场,发现裂尖区域就变随着与裂尖距离的增加衰减的速率比没有电场作用下的理论计算结果要快。     

三维位移场(U,V,W)实时观测的云纹干涉法

本文将一特殊布置的云纹干涉系统和一垂直入射试件栅的麦克尔逊干涉系统组和起来,利用云纹干涉系统测量两个面内位移分量U、V,垂直入射的麦克尔逊干涉系统测量离面位移分量 W。调节云纹干涉系统中入射光的入射角,使正、负一级衍涉波的传播方向偏离开试件栅法向一微小角度,从而使一级衍涉波的频谱点与麦克尔逊干涉系统中的零级衍涉波的频谱点在频谱面上分开。利用小反射镜的反射来改变一级衍射波的传播方向,从而使我们在三个彼此分开的成像面上同步实时观测到三维位移场的条纹图。文中给出了严格的理论推导和实验验证。     

Study of failure modes of microelectronic packaging modules by holography quasi projection moire method

In this paper, a novel interferometric method with a wide range of sensitivities, called holography quasi projection moire, is proposed. It combines the features of the variated double projection moire method and the holographic interferometry method. This technique is used to study the failure modes of microelectronic packaging modules. The project supported by the National Natural Science Foundation of China     

干涉云纹光学倍增方法研究

本文提出一种干涉云纹的光学倍增方法。通过给由试件变形引起的云纹图施加一定频率的载波条纹，用具有高分辨率的记录介质记录这一附加有载波的云纹图，经处理后，记录介质相当于一个频率较低的转移变形试件栅，把它放到云纹干涉光路系统中作为试件栅，当对称入射的双光束在其上形成的虚参考栅频率为原载波条纹频率的２ｎ倍时，就可以得到倍增为２ｎ倍后的载荷条纹，使相应的测量灵敏度提高２ｎ倍。文中对这一方法进行了理论分析和实验验证。