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。     

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...     

全国光弹性材料学术会议

全国光弹性材料学术讨论会于1980年9月在青岛召开.会议围绕三个中心问题进行了交流:(1)光弹性材料能测试的方法;(2)光弹性材料的质量问题;(3)型型制造技术及工艺等.此外还交流了贴片材料的制造工艺以及三向激光全息材料、热光弹材料、光塑     

全国光弹性材料学术会议

全国光弹性材料学术讨论会于1980年9月在青岛召开.会议围绕三个中心问题进行了交流:(1)光弹性材料能测试的方法;(2)光弹性材料的质量问题;(3)型型制造技术及工艺等.此外还交流了贴片材料的制造工艺以及三向激光全息材料、热光弹材料、光塑...     

一种动光弹模型材料的制作方法及其应用

基于#618环氧树脂、甲基六氢苯酐、促进剂DMP-30、环氧树脂消泡剂四种原料,提出制作光弹性模型的新配方和新方法,并利用单轴压缩实验、电测法和动态光弹法分别测定了制作的光弹模型的动态力学参数。新方法工艺简单,制作周期短,对人体无害。制作的光弹模型初始应力小,表面光洁,质地均匀,透光性好,光学灵敏度高,具有良好的机械加工和切削性能。通过三点弯曲梁冲击实验,得到了清晰的光弹等差条纹图像,验证了该配方和方法制作的模型可以应用于动态光弹性实验。     

消息与动态

用高速摄影法进行动态光弹性试验1979年6月,浙江大学固体力学教研组与高速技术摄影教研组协作,用高速摄影法进行了低弹模材料动态光弹性试验研究.由于应力波传布的速度与材料的弹性模量的平方根成正比,因此,采用低弹模的材料进行模型试验时,可选用幅频较低的高速摄影机进行记录.例如,用波速为60公尺/秒左右的聚氨酯橡胶作为模型材料时,采用拍摄幅     

消息与动态(八)

用高速摄影法进行动态光弹性试验1979年6月,浙江大学固体力学教研组与高速技术摄影教研组协作,用高速摄影法进行了低弹模材料动态光弹性试验研究.由于应力波传布的速度与材料的弹性模量的平方根成正比,因此,采用低弹模的材料进行模型试验时,可选用幅频较低的高速摄影机进行记录.例如,用波速为60公尺/秒左右的聚氨酯橡胶作为模型材料时,采用拍摄幅 ...     

消息与动态(八)

用高速摄影法进行动态光弹性试验1979年6月,浙江大学固体力学教研组与高速技术摄影教研组协作,用高速摄影法进行了低弹模材料动态光弹性试验研究.由于应力波传布的速度与材料的弹性模量的平方根成正比,因此,采用低弹模的材料进行模型试验时,可选用幅频较低的高速摄影机进行记录.例如,用波速为60公尺/秒左右的聚氨酯橡胶作为模型材料时,采用拍摄幅 ...     

一种可用作随堂教具的新型光弹设备

光弹性实验是一种全场和实时性的光学实验,它能将一些抽象的力学现象以图像的形式生动地展示给学生,大大提高教学效率和教学的趣味性.但现实情况是基础力学理论课时普遍被压缩,实验课时又很紧张,光弹性实验在教学上的优势不能充分发挥.本文介绍了一种可应用于随堂教学的新型光弹设备及其工作原理,它仅仅由集成了圆偏振片的LED光源、加载...     

国内外近期学术会议消息

国内部分1.光弹性试验技术交流会主办单位:第三机械工业部。地址:无锡. 会期:1978年5月20-28日. 内容:对普通光弹性法、光弹性涂层法、热光弹性法、激光全息光弹性法、光弹性在断裂力学中的应用,以及光弹仪器、光弹模型材料等方面问题进行了交流和讨论。     

Simultaneous high speed digital cinematographic and X-ray radiographic imaging of a intense multi-fluid interaction with rapid phase changes

As typical for the study of the vapor explosions, the qualitative and quantitative understanding of the phenomena requires visualization of both material and interface dynamics. A new approach to multi-fluid multiphase visualization is presented with the focus on the development of a synchronized high-speed visualization by digital cinematography and X-ray radiography. The developed system, named SHARP (simultaneous high-speed acquisition of X-ray radiography and photography), and its image processing methodology, directed to an image synchronization procedure and a separate quantification of vapor and molten material dynamics, is presented in this paper. Furthermore, we exploit an intrinsic property of the X-ray radiation, namely the differences in linear mass attenuation coefficients over the beam path through a multi-component system, to characterize the evolution of molten material distribution. Analysis of the data obtained by the SHARP system and image processing procedure developed granted new insights into the physics of the vapor explosion phenomena, as well as, quantitative information of the associated dynamic micro-interactions.     

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。     

彩色光弹性干涉影像分析系统

自行开发的“彩色光弹性干涉影像分析系统”首先利用CCD成像和图像采集设备,将光弹图像以数字图像的形式存储到计算机,然后通过对存储的光弹图像进行处理,得到物体边界、等差线、等倾线等数据。最后根据这些数据,绘制出主应力迹线,并进行二维的和三维的应力分析。本文着重介绍了系统整体设计以及系统研制的难点问题(彩色光弹图像处理、主应力迹线的绘制等)。系统可以通过对彩色图像进行分解,应用目前已经比较成熟的灰度光弹图像处理技术,来完成彩色图像的处理;也可以直接应用彩色信息来确定条纹级数,进行相关处理。彩色图像能够比灰度图像提供更精确的图像信息,以满足高精度测量的要求。     

近十年来流动测量技术的新发展

流动是一种跨行业、跨部门、跨学科的现象。现代空气动力学、流体力学、热力学、水力学以及航空航天工程、水利水电工程、热能工程、流体机械工程都提出了一系列复杂流动问题，其中包括高速流、低速流、管道流、燃烧流、冲击流、振荡流、涡流、湍流、旋转流、多相流等等。这些流动都需要人们提供新的测量方法和新的量测仪器、使之能够适应单点向多点、平面向空间、稳态向瞬态、单相向多相方向发展，这就促使人们不断利用新技术，发展新原理，采用新结构和新工艺，以改善食品性能，增强讯号处理能力，提高仪器的测量精度。同时简化操作技术，使之便于推广应用。近10年来，伴随着光纤技术、芯片技术、激光技术、数字信号处理技术，图形、图像处理技术以及计算机技术的日益成熟和完善，流速测量技术也随之得到了新的发展。本文就这些发展作一扼要介绍。     

爆炸加载时光弹性材料动态性能参数的测定

文章从工程应用的角度出发介绍了测定爆炸加载时光弹性材料动态性能参数的方法。给出了环氧树脂、聚碳酸脂的动态测定结果,还给出了环氧树脂的(i～K)关系及静态抗拉、抗压强度。     

超高温、大热流、非线性气动热环境试验模拟及测试技术研究

超高温、大热流、非线性气动热环境试验模拟技术及相应的极端高温环境力学测试技术,是高超声速飞行器防热材料和结构安全设计中事关研制成败的关键技术。本文介绍了自行研制的可实现高至210℃/s的极快非线性升温速率、能够生成高达2MW/m2的瞬态非线性热流密度、实现高达1500℃超高温氧化热环境的石英灯红外辐射式气动热环境试验模拟系统。基于这一性能优越的超高温气动热环境试验模拟系统,发展了如下超高温热环境力学测试技术:1)提出对环境光变化不敏感的主动成像数字图像相关方法,实现了C/SiC复合材料1550℃高温变形的非接触、全场光学测量;2)发展了1400℃超高温热/力联合试验环境下SiC/SiC复合材料结构的断裂特性试验测试技术。本文还简要介绍了高速巡航导弹翼面结构900℃高温热振联合试验,950℃高温非线性热环境下的蜂窝结构隔热性试验等研究内容。本文所发展的超高温气动热环境试验模拟技术和高温热环境力学测试技术,对航天航空领域高超声速飞行器的研制具有重要的军事工程应用价值。     

Determination of the full-field stress and displacement using photoelasticity and sampling moiré method in a 3D-printed model

The quantitative characterization of the full-field stress and displacement is significant for analyzing the failure and instability of engineering materials. Various optical measurement techniques such as photoelasticity, moiré and digital image correlation methods have been developed to achieve this goal. However, these methods are difficult to incorporate to determine the stress and displacement fields simultaneously because the tested models must contain particles and grating for displacement measurement; however, these elements will disturb the light passing through the tested models using photoelasticity. In this study, by combining photoelasticity and the sampling moiré method, we developed a method to determine the stress and displacement fields simultaneously in a three-dimensional (3D)-printed photoelastic model with orthogonal grating. Then, the full-field stress was determined by analyzing 10 photoelastic patterns, and the displacement fields were calculated using the sampling moiré method. The results indicate that the developed method can simultaneously determine the stress and displacement fields.