利用数字散斑相关法测定聚酰亚胺/SiO2合成薄膜的力学性能

聚酰亚胺 /SiO2 合成薄膜是一种具有优良力热光电性能的薄膜材料,在MEMS工艺中具有广阔的应用前景,其力学性能测量的研究具有非常重要的意义。本文将数字散斑相关技术和微拉伸试验相结合,对厚度为 37μm的聚酰亚胺(polyimide) /二氧化硅(SiO2 )合成薄膜进行了力学性能测量,获得了比较满意的结果。文章给出了测得的弹性模量和泊松比。为了解决数字散斑相关法不能直接测量较大变形的缺陷,本文提出了多级相关算法,并利用亚像素搜索和双线性插值进行了数据处理。     

微电子机械系统中转速测量的光学方法

利用显微测量技术和CCD图像传感器的线性积分成像特性,将数字图像处理技术与时间积分成像技术用于微电子机械系统(MEMS)中的转速测量。只需分别摄取被测物体上的标志点在静止状态下的时间积分图像和运动状态下的时间积分图像,即可测得物体在该段曝光时间内的转速。该方法对实验设备及实验条件要求较宽松。实验表明该方法对微系统中近似匀速转动时转速的测量是完全可行的,且具有较高的精度。     

相关识别中的曲面拟合法

本文讨论了相关识别中的曲面拟合法。利用相关系数在真实匹配点附近的统计特性,通过对相关系数进行曲线（一维）或曲面（二维）拟合,根据其一阶导数确定最大相关系数所在的位置,快速得到亚像素匹配点。与逐步搜索法相比,该方法大大减少了运算次数,提高了数字图像相关运算的速度。     

干涉条纹识别的自适应视觉基元匹配法

通过对光学干涉条纹灰度分布规律的分析，针对其全场灰度极值分布不均匀的，本文根据自适应原理，提出了用于确定条纹方向的自适应视觉基元匹配法，并且采用二维灰度场的方向导数确定灰度的极值位置，使得对于干涉条纹光学中的识别达到了很好的效果。     

Non-contact evaluation of the resonant frequency of a microstructure using ultrasonic wave

This paper presents a novel non-contact method for evaluating the resonant frequency of a microstructure, Firstly, the microstructure under test is excited by ultrasonic waves. This excitation method does not impose any undefined load on the specimen like the electrostatic excitation and also this is the first actual use of ultrasonic wave for exciting a microstructure in the literature. Secondly, the amplitudes of the microstructure are determined by image edge detection using a Mexican hat wavelet transform on the vibrating images of the microstructure. The vibrating images are captured by a CCD camera when the microstructure is vibrated by ultrasonic waves at a series of discrete high frequencies （〉30 kHz）. Upon processing the vibrating images, the amplitudes at various excitation frequencies are obtained and an amplitude-frequency spectrum is obtained from which the resonant frequency is subsequently evaluated. A micro silicon structure consisting of a perforated plate （192 × 192 μm） and two cantilever beams （76 × 43 μm） which is about 4 μm thickness is tested. Since laser interferometry is not required, thermal effects on a test object can be avoided. Hence, the setup is relatively simple. Results show that the proposed method is a simple and effective approach for evaluating the dynamic characteristics of microstructures.     

实验力学最新进展——————2008国际实验力学会议概况

介绍了2008国际实验力学会议的基本情况. 大会报告内容涉及数字图像相关测量、激光干涉测量、光栅应变传感技术、非制冷型红外探测技术等当今实验力学的热点研究领域, 以及其它科学领域的发展对实验力学带来的挑战和机遇, 尤其是微纳米和多尺度力学问题的研究给实验力学提出的诸多具有挑战性的研究课题. 分会场邀请报告和交流论文也充分展示了实验力学各个研究领域的最新研究成果和发展动向.     

三维DIC在GFRP锚杆拉伸力学性能测试中的应用

随着玻璃纤维增强塑料(GFRP)广泛运用于轨道交通及边坡加固中,其力学性能的测试显得尤为重要。基于三维数字图像相关(DIC)方法,研究了三种不同加载速率下GFRP锚杆的拉伸力学性能,分别得到了应力-应变曲线及弹性模量、抗拉强度、最大力总延伸率等参数。实验结果表明,螺旋状变截面锚杆的轴向应变呈非均匀分布,由三维DIC得到的锚杆弹性模量结果一致性优于传统的接触式引伸计方法,GFRP锚杆几乎呈线性分布的应力-应变曲线表明该材料为典型的脆性材料。     

一种新的单幅条纹图的相位解调方法

基于非载波条纹图的条纹灰度分布的极值准确定位，提出了一种新的由单幅条纹图解调相位方法.该方法首先准确定位每个条纹灰度的极值包括最大和最小，再基于极值图将条纹的强度值分布线性地变换到-1和1之间，最后利用arcos反余弦取代传统的atan2反正切算法求出相位，结合极值图就能快速准确地解调出含有封闭条纹的条纹图相位.本方法仅用一幅条纹图，不需要传统的条纹定级和对分数级条纹插值与拟合，自动判别条纹相位变化的波谷，准确获得条纹相位分布.这一方法使光测法研究动态和瞬态问题成为可能，而不需引入载波法调制条纹.文中通过实例说明了本方法的处理过程.     

两步相移实现投影栅相位测量轮廓术

提出一种新的投影栅相位测量方法--两步相移法。该方法只需两幅相移条纹图，因此计算量小，速度快。给出了实验及计算结果，并同四步相移法进行了比较，证明了该方法具有较高的精度。     

基于单幅数字散斑投影及图像相关的离面振动测量

采用单幅数字散斑图投影及高速数字图像采集技术,研究了动态离面位移的测量。采用商用液晶投影仪将计算机产生的模拟散斑图投影到待测动态变形物体表面,由高速数字图像采集设备摄取并保存变形散斑图,采用时间序列数字图像相关软件计算出物体表面各点随时间变化的离面位移。这种方法用于振动分析时不仅可以获得振型分布,而且还可以获得各点的振幅值。与现有的激光频闪照相测振及激光多普勒测振等方法相比,具有光学系统简单,可全场定量测量。悬臂梁振动实验结果证实了该方法的有效性。