法拉第效应在全息光弹中的应用

本文在应用前人提出的单独获得等差线或等和线的实验方法的基础上,进一步研究和应用了法拉第旋光效应分离条纹的结果.还提出并实验了一种新方法,即应用法拉第旋光器改变光弹性中及全息光弹性中使用手动或机械去测取等倾线以及对等差线小数级条纹补偿的习惯作法.     

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.     

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     

一种通过改进Canny算子提取光弹条纹骨架线的方法

光弹性法是确定应力集中系数的有效手段，在实际工程中应力参数都是通过分析光弹干涉条纹图获得的，由于光弹干涉条纹图的复杂性，且影响成像质量的因素较多，因此如何从光弹干涉条纹图中撇开其复杂性，较高精度的提取骨架线，是一项较困难的工作，本文提出一种由改进的Canny算子对条纹方位图进行直接运算提取光弹条纹骨架线的算法，实验表明此方法对光弹条纹图很有效。     

各向异性介质波动问题的时域边界元法及实验验证

对前已建立的各向异性介质波动问题的时域边界元计算模型进行了实验验证．用单向纤维增强光弹性复合材料模拟正交异性介质，用冲击加载，加载方向与纤维方向分别成0°，90°及45°角度，进行了正交异性动态光弹性实验及动态应变测量，并同时对该模型进行了时城边界元计算．将时域边界元方法计算出的应力分量代入正交异性动态光弹性的动态应力-光性定律，得到双折射条纹级数随时间的变化曲线，将其与动态光弹性实验的结果进行比较；此外，由动态电测获得的应变响应曲线推算出应力时程；与时城边界元计算出的应为响应曲线也进行了比较．两种情况下，时域边界元的计算成果均与实验成果吻合较好，从而证明该各向异性介质波动问题的时域边界元计算模型具有较好的精度及稳定性，可用于各向异性介质的动态问题特别是波传播问题的分析研究．     

边界元法与光弹性实验相结合的应力分析法

本文介绍了边界无法与光弹性实验相结合进行应力分析的方法。叙述了用边界无法求解主应力的基本原理。结合光弹性实验等差线条纹图,可分离出主应力。     

条纹图的数字图象拼接处理

本文提出了一种光测数字干涉条纹图的拼接方案,解决了图象分块采集和条纹对接方法问题,大大地提高了采图精度,降低了对数字图象处理仪硬件系统及实验操作水平的要求,精度效果良好.     

光载波在散斑法全全场分析中的应用

本文提出利用变形物体的刚体位移作为散斑法全场分析的光载波,使难以消除的刚体位移转化成可计算条纹级次的有利因素。讨论了光载波与形变位移、总位移产生的条纹之间的调制关系,对非整数级条纹进行了补偿,提高了散斑法全场分析的精度,为计算机全自动计算全场条纹级次提供了预处理方法,并对一受载剪切墙各点的全场分析的条纹级次进行了具体的计算.     

分离主应力的一种新方法—综合法

提出了从光弹性数据中分离主应力的一种新方法——综合法。该法简单实用,容易掌握,有足够的精度,不需单独测定材料条纹值,简化了实验步骤。     

双轴应力状态下正交异性动态光弹性应力——光性定律研究

基于静态下Ｈｙｅｒ和Ｌｉｕ表述的正交异性应力－光性定律，在前文中，提出了正交异性光弹性复合材料的动态应力－光性定律并证明了其在单轴应力状态下的正确性。本文旨在进一步考察在双轴应力状态下正交异性动态应力－光性定律的适用性，采用的方法是对纤维增强光弹性复合材料制作的平板模型施加冲击荷载，加载方向与材料纤维方向分别成０°、９０°及４５°角，同时进行正交异性动态光弹性实验和动态应变测量，另外，对该模型进行相应的各向异性介质时域边界元计算。把动态应变测量推算出的应力分量以及时域边界元计算出的应力分量分别代入正交异性动态应力－光性定律，得到随时间变化的双折射条纹级数历程，将其与正交异性动态光弹性实验的结果进行比较。实验及计算结果表明，在三个加载方向下，由这三种方法得到的双折射条纹级数历程均吻合良好，从而证明了前文提出的正交异性动态应力－光性定律在双轴应力状态下的正确性。     

三截面法在光弹图像处理中的应用

为了适应光弹图像自动处理的需要,本文采用 SHIBUYA 等人提出的一种计算方法——三截面法,将模型光弹应力分析程序化.这种方法只需利用等差线条纹,避开了等倾线,减少了误差来源,并且可以只求出某一指定截面上的应力,不必将全场应力求出,计算量小,速度快,对其提供的条纹级次精度愈高,计算结果的精确度愈好。为了获取较高精度的条纹级数,本文提出了一个用以确定整、半数级次的干涉条纹细化法,以及求取分数级条纹级次的曲线拟合法,方法简单,速度快,精度高。     

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。     

用最小二乘法求光弹性解

本文给出了从光弹性数据中决定平面应力分布的最小二乘求解方法。与传统的剪应力差法比较,可同时获得应力模型的全部解,不出现积累误差,从而获得较大的精度;不需单独测定材料条纹值,简化了实验步骤。     

混合光载波法分离动静态主应力

本文将等差载波位相调制原理与夹层全息术结合形成的混合光载波法,可同时获得等差载波条纹图与混合载波条纹图.对混合载波纹图进行光学付里叶变换,利用空间滤波技术可将等和载波条纹从中分离出来.利用图象处理技术实现了对两种载波条纹图从预处理到应力计算的自动化处理.将混合光载波法应用于动态全息光弹性,分离了动态主应力. 文中还提出了一个经济实用的大尺寸载波片制作技术.     

光力学多波长法的研究

1.引言识别条纹级数的问题是全息光弹性、全息干涉位移测量和散斑干涉技术等光力学方法中一个共同的重要问题.在五十多年以前,Coker和Filon对光弹性的权威贡献中广泛地使用了白光.十几年以后Frocht曾描述过作为决定分数级条纹的“彩色匹配”的概念.在普通光弹性中白光用作识别等差线零级条纹和辨别最大及最小条纹级次,以及识别脊部以便确定条纹的增减.由于白光光源是连续光谱,条纹可以由任何的“补充色”定义.在偏振仪暗场情况下条纹的色序近似是浅黄、黄、红、兰、绿.一定数值的程差对应着一定的颜色,受力模型上程差为零的点对所有不同波长的光消光,零级条纹的颜色永为黑色.但当程差继续增加时,到一定数值将出现消光重叠现象,因此     

动态光弹性方法的主应力分离的研究

本文提出了动态光弹性、动态焦散线实验方法同边界元法结合的混合法，并用这种方法解决了动态光弹性主应力分离的问题，首先对现有的多火花高速摄影系统进行了改造，在动态实验过程中，成功地得到了不同瞬时的清晰的动态光弹性的等差线条纹和动态焦散线系列图像，这样，便可提取不同瞬时的边界应力值、全场主应力差值及边界上的外载。继而提出用Ｌａｐｌａｃｅ变换域上的边界元法来求解在冲击载荷作用下二维弹性模型全场的主应力和。最后，以受冲击载荷作用的圆盘为例，进行实验及边界元法计算，得到了分离的主应力场。     

一种求解平面接触应力问题的光弹性—数值组合方法

本文提出一种求解平面接触应力最大值的光弹性—数值计算组合方法,仅从光弹性等差线上采集实验数据,然后用牛顿—拉斐逊技术与最小二乘法相结合计算出结果。文中推导了控制方程,阐述了方法,研究了实验数据取值区域、取值个数以及接触长度测试误差等因素的影响。用两类平面接触问题作为应用实例,结果符合工程要求的精度。     

获取光弹性全视场n+(1/4)级和n+(3/4)级等差线的方法

经典的光测弹性力学,均推导有出现整数级和半级等差线条纹的理论公式,从而成为光弹性试验观测、计算结构应力的重要依据。但是,在实际的光弹试验的全场分析中,常感到此种条纹数的不足。特别是发展到今天,大量的三维应力工程问题中,往往在三向切片上的条纹甚少,有相当的部位根本没有等差线通过,而造成计算分析上极大的困难。因而如何加密等差 ...     

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。     

正交异性光弹性应力分离的边界元法

本文对平面正交各向异性复合材料模型引入正应力线性和及边界上正应力线性和流的概念,提出从应力相容方程出发.用边界元法计算正交异性光弹性模型内任一点的正应力线性和位的方法,再与正交异性光弹性法中所给出的应力同的关系结合,即可进行正交异性光弹性应力的分离.最后,对边界元方法的精度进行了讨论.