显微干涉网格法测量曲面物体表面应变

提出采用显微干涉光路,使被测曲面上光栅的±１ 级衍射光相互干涉,用显微ＣＣＤ图象采集系统采集干涉后形成的倍增光栅,利用微网格法原理和信息转换技术提取每一幅图的几何特征,确定被测物体表面的应变． 并利用这种方法确定了记忆合金管接头表面的应变     

一种新的全场应变光学测量方法

采用光栅衍射、光学全息、显微图像分析等技术，本文提出了一种用于固体表面应变直接测量的新的光学方法，并把这一方法应用于铝合金试件的单轴拉伸试验。实验结果表明：该方法的应变测量灵敏度为８×１０－５。     

基于光纤光栅技术的船体变形修正技术

为进一步优化航天测量船变形测量系统,提出了基于光纤Bragg光栅技术的应变误差测量方法。首先通过对测量船变形系统的结构和光路进行几何分析,建立了应变量与误差角之间的转换模型。然后基于光纤光栅技术设计了测量船变形系统的应变误差测量方案。由应变与误差角的转换公式得到,运用常用的Si425型光纤光栅解调仪,其理论测量精度可达0.01″。     

光纤光栅传感器对钢筋混凝土内部应变的测量及温度效应的研究

本文应用光纤光栅传感器实现了对钢筋混凝土试件内部应变的测量．试验不仅就应用光纤光栅进行混凝土结构内部应变测量的技术、工艺进行研究，还通过设计温度控制试验，考察了光纤光栅传感器的温度补偿问题，以及横向应变对测量结果的影响．     

用Fourier变换莫尔法测量流体自由表面微幅波的振幅

采用一种非接触的光学方法－傅立叶变换莫尔法（Fourier transformmethod），结合数字图像处理技术，对微幅振荡的水表面波的振幅进行测量。它是对全场中每一个像素点进行测量，比较触测量法具有更高的灵敏度。它为微幅水表面波振幅的测量提供了一种手段。通过将计算机生成的周期性光栅图像经投影机直接投影到被测物体的参考平面，经CCD摄像头、图像板捕捉存储形成数字化的光栅图像，利用傅立叶变换莫尔法处理光栅图像，从而获得包含有水表面波的振幅的相位信息，再经适当的几何变换获得振幅信息。我们在垂直振荡装置上进行了不同激励频率和不同振幅的表面波的振幅测量。     

基于光栅式激光超声声谱的残余应变测量方法研究

提出了一种基于光栅激光超声进行残余应变测量的新型非接触超声检测方法。该方法利用光栅激光源激发具有特定波长的窄频带的相干表面波,通过测量表面波声谱的变化实现残余应变的测量。建立了考虑声弹效应的激光超声有限元模型,模拟了光栅激光超声在施加了预应变的介质中产生的相干表面波,研究了表面波中心频率与材料表面残余应变之间的变化关系,考察了该方法的检测能力。模拟结果表明,光栅激光超声产生的表面波(SW)波速与应变的大小呈线性关系;当应变场深度小于波长(0.05mm)时,表面波的中心频率有明显的下降,之后逐渐趋于平缓。最后,利用拉伸试验得到的具有不同残余塑性应变的试件进行实验测试,验证了基于光栅激光超声的残余应变测量方法的有效性。测量结果表明,相干表面波的波速与塑性应变呈线性关系。     

碳/环氧复合材料加工引起的残余热变形的微观云纹干涉方法研究

本文提出了一种新的微观云纹干涉法来测量碳/环氧复合材料的热变形.文中对该方法的原理和测量技术进行了详细的讨论,用碳/环氧复合材料制作了一个16层[90°2,0°2,+45°2,-45°2]的试样板,测量了由于加工引起的层间残余变形,计算了层间应变分量εx,εy,γxy.实验结果表明这种微观云纹干涉法能分辨出几十到几百微米范围内的云纹条纹.比传统的云纹干涉法具有更高的分辨率.     

粘接双材料界面微区力学行为的细观实验分析

本文将显微光栅与显微测距技术结构起来，实现了物体表面位移场的细观测量，应用这一方法，本文定量地测量了高分子粘接结构界面及周围区域的变形的应变，实验发现界面两侧存在着一个影响区，在影响区内材料的力学性质发生了变化，本文在实验结果的基础上讨论和分析了这一变化并对界面的力学模型进行了讨论。     

插入法求强化弹塑性解

设结构只承受按相同比例增加的表面载荷作用并只发生小变形,材料性质及边界条件皆近似合乎简单加载的要求。按照的小弹塑性形变理论,当结构尺寸、材料性质及边界约束条件给定时,位移、应力、应变及载荷之间的对应关系是唯一的。我们来研究给定了结构最大应变强度值εimax情况下解的性质。 如果εimax不超过比例极限ε,则位移、应变、应力及载荷皆与εimax成线性关系。此时结构中各点的应变张量分布     

用DSPI方法和栅线投影法测量任意曲表面的三维变形

本文采用数字散斑干涉法和栅线投影法同时测量了任意曲表面的三维位移和三维形貌，并运用数字图像处理技术分析了曲表面的三维应变场，用实验方法获得了曲表面的主应变和主方向。     

Residual strain evaluation of curved surface by grating-transferring technique and GPA

This paper investigates an advanced grating-transferring technique combined with geometric phase analysis (GPA) for residual strain evaluation of curved surface. A standard holographic grating is first transferred to a pre-produced epoxy resin film and then consolidated to a test region of curved surface. With a rubber mold and silicone rubber the deformed grating is replicated to a sheet metal after hole-drilling for release of residual stress. After that the grating is transferred from the sheet metal to the glass plate, which would be served as an analyzer grating (specimen grating). By GPA the local strain distributions related to the phase difference between the reference grating and analyzer grating for the released stress can be evaluated. A validation test has been conducted on the weld joint of a stainless steel tube and the obtained results demonstrate the ability of the method in measuring the residual strain of curved surface.     

Strain in transition joints measured by high-resolution moiré photography

The strain distribution produced by heating in a plate cut from a welded austenitic-ferritic steel transition joint has been measured using high resolution moiré photography Two methods of doing this are discussed one using a random pattern on the specimen surface and the other using a regular, orthogonal grating stencilled on to the surface. The strains parallel and perpendicular to the interface are presented and show strain peaks near the interface. The effect on strain of introducing a simulated crack along the interface was also examinec. The measurements are compared with the strains computed from a finite-element analysis.     

液压膨胀环动态拉伸碎裂的有限元模拟

液压冲击膨胀环实验平台能有效地实现韧性金属圆环在高应变率拉伸载荷作用下的动态断（碎）裂。本文采用流固耦合的有限元数值计算方法，模拟了实验过程中金属圆环在高压液体作用下的运动、变形和断裂现象。分析了装置和试件的接触应力对试件碎裂过程的影响并讨论了如何实现液压对试件的有效加载。计算结果表明，实验中的初始接触应力和液体的较长时间加载对试件的碎裂过程没有显著影响；在合理的加载条件下，液压膨胀环实验技术是研究固体动态拉伸碎裂的有效手段。     

高温光栅应变法的研究

光栅应变法以高频反射式正交衍射光栅为传感器，通过考查光栅衍射图案的变化来确定试件被测点的全部面内应变分量的刚体转角。这种方法具有无机械接触、不需暗室、防震要求低、灵敏度可调以及易于实现数据采集与处理过程自动化等优点。文中对光栅应变法进行了新的分析，推导出物理意义明确、精度更高的计算公式，并首次将光栅应变法成功地应用于高温下的应变测量。     

The use of automated projection interferometry in monitoring aerofoil buckling

Projection moiré is frequently used to examine the out-of-plane displacement of thin-walled shells during buckling. One way of implementing this technique is to use double exposure photography to superimpose the initial and deformed images of a grating projected onto the surface of the specimen. This generates a pattern of fringes representative of points of equal displacement, thus presenting a snapshot of the full-field buckling behavior. This paper outlines a technique to extend this method to provide a computer generated real-time fringe pattern throughout the whole buckling and post-buckling process. This is achieved by using a CCD camera and specially developed processing software to continuously superimpose the initial image of the grating (i.e., the first frame of the captured video) onto subsequent frames in which this grating is deformed due to the displacement. This method produces series of fringes in digital format, which are ideal for further processing.     

铁磁形状记忆合金的力学行为研究进展

铁磁形状记忆合金是一种新型的多功能材料,它除了具有传统的温控和应力控制记忆合金的一般特点外, 还可以在磁场的作用下输出应变,极大地拓展了传统的形状记忆合金应用前景.材料力学行为的研究是材料得以广泛应用的前提.本文对铁磁形状记忆合金力学行为的研究文献进行了综述,着重介绍了铁磁形状记忆合金力学行为的研究现状, 系统阐述了晶体的成分、磁场强度、外应力以及温度等因素对力学行为的影响,并概述了铁磁形状记忆合金本构模型的研究进展.      

加工后的双壁金属换热管在升温-降温过程中受到的力学影响

铅冷钠冷快堆核电设备中的蒸汽发生器,有着在液态金属和水之间进行热交换的作用,其换热部分由排列的换热管组成。贴合式的双壁管是一种具有高换热效率及抵抗管裂纹扩展的管材,适合于这种应用环境。这种管材的内外管间存在残余压力,这是内外管紧贴的标志。然而在经历升至高温又降温的过程后,内外管间残余压力有可能消失引起两管脱开。为了得知温度对贴合式双壁金属管的具体影响,本文设计了一种拉伸法来制备双壁管,并同时采用有限元数值模拟管的加工制备过程并得到了内外管间的残余应力,再对加温后降温的过程进行模拟,分析换热管残余应力和应变状态进行了分析的变化,并通过初步试验来进行验证。通过研究,结果表明温度变化引起的塑性变形是管间残余压力变化的主要原因。通过控制管的加工过程来控制管材加工程度的方法,可望应对温度变化对管稳定性的影响。     

应用超声散斑相关法测量水下物内层界面位移

超声散斑相关法可应用于水下物体内层界面的位移测量,在工程建设中具有广泛的应用前景。根据所建立的测量实验系统,对位于水中的有机玻璃试件内层界面的面内位移和离面位移进行了实测,测量误差一般在7%以内。进一步研究结果表明:在刚体位移情况下,一般经粗磨、粗刨和粗铣加工或砂模铸造后的粗糙外层界面对超声散斑相关法内层界面位移测量结果的影响极小;当外层界面发生应变时,其变形前后内层界面上的散斑场的相关性将随应变量的增加而减弱,但外层界面应变小于0.05ε时,内层界面上超声散斑相关系数的减小不超过4%。     

ANALYSIS OF GROUNDING CHARACTERISTICS AND STRAIN ENERGY OF RADIAL TIRES WITH RADIAL STIFFNESS1)

利用轮胎综合试验机对径向刚度下子午线轮胎进行性能试验,采用正交试验法针对不同胎压、垂向载荷下轮胎的接地特性进行分析,结合仿真软件ABAQUS与试验进行对比。结果表明,橡胶材料Mooney-Rivli模型也具有一定的适用性,胎压增大时径向刚度发生线性变化,胎面印痕由椭圆形转变成近似矩形,印痕面积略微增大;随着胎压的不断增大,胎面印痕的面积显著减小,接触面的压力主要集中在胎肩,胎冠处也有所增加;胎压一定时,垂向载荷逐渐增大时,整个印痕面的应力呈对称分布,印痕面应力由内高外低逐渐向外高内低变化。建立数学模型与有限元软件同时对轮胎进行应变能分析,发现在低胎压150 kPa下受载荷时轮胎容易发生微小侧向位移同时发生变形,此时极易引起迟滞损失并造成应变能急剧增加。     

材料力学性能显微测试系统

介绍了适用于毫、微米量级材料的力学性能测试系统,该系统包括微型加力装置、显微镜及数字图像处理系统。通过计算机控制,加力机构可以对微小试件按力或位移控制方式加载,载荷大小通过传感器直接由计算机数字化。试件的变形测量采用数字图像相关技术,通过序列图像分析方式,获得试件在不同外力作用下对应的变形,从而获得该材料的应力应变关系。在利用显微镜对微细观图像进行放大时,图像的畸变会影响相关计算的精度,本文采用了精度极高的正交栅板,对成像系统进行标定,有效地消除了高放大倍数下的图像畸变。图像相关技术对被测物体的表面处理非常敏感,本文也对这一问题进行了讨论,并给出两个不同的应用实例。第一个为材料性能试验,对厚度为0.1mm的铝材进行单向拉伸,给出了材料的应力应变关系;第二个为稳态裂纹扩展试验,对用人牙制作的紧凑拉伸试件进行测试,获得裂尖后的COD曲线。实验表明,该测试系统在微细观力学实验中具有广阔的应用前景。