GRIN介质用于面内位移的测量

本文把梯度折射率（ＧＲＬＮ）介质的面内位移与其折射率梯度联系起来,对面内位移导致的折射率变化进行研究,介绍了ＧＲＩＮ介质用于面内位移测量的基本原理,给出了双光束干涉法测量悬臂梁挠度的实验方法和实验结果     

部分相干光云纹干涉法测三维位移场

本文提出了一种用部分相干光可同时获得面内位移和离面位移场的云纹干涉法。该法具有装置简单,无需防震,可用于观场测量等特点。文中论述了此法的基本原理,应用波前干涉理论和付里叶光学理论对变形前后波前的干涉、记录和再观进行了分析,导出了计算公式。实现了透射物体和反射物体表面的面内位移分量(U_0,V_(45),U_(90))和离面位移(w)的全场同时测量,典型实验证明,实验值与计算结果符合较好。     

二维数字图像相关测量中离面位移引起的误差分析

二维数字图像相关方法作为一种非接触全场变形测量的光学方法,在工程上有着广泛的应用.由于其假设物体只发生面内位移,而实验中往往存在离面位移,从而引起测量误差.本文针对这一问题利用了针孔模型,从理论上分析了离面位移对普通镜头测量结果的影响,通过铝块平移实验验证了理论分析的正确性.利用提出的理论模型修正橡胶材料的变形测量结果,并与远心镜头测量结果进行对比,发现修正后的普通镜头测量的结果更接近远心镜头测量的结果.最后,本文根据理论分析和实验验证,给出了减小或消除离面位移造成误差的方法.     

用散斑和全息干涉法测量汽车前桥的位移

本文分别用散斑和全息干涉法测量了汽车前桥模型的面内和离面位移.实验表明,所用方法简便可行、且精度较高.     

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提出了用超声散斑干涉法来测量物体的位移,并且基于数字干涉和相移-频移技术对超 声散斑数字干涉测量法进行了初步的理论推导. 为了验证理论分析的结果,对一铝试件进行 了离面位移和面内位移的试验测量. 试验结果显示理论分析是正确的,在测量位移和变形时 此方法是有效可行的.     

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。     

网格数字图像相关方法测量位移场的研究

本文将数字图像相关方法与古老的网格法相结合,给出了一种测量面内位移场的新方法——网格数字图像相关方法,实现了高精度的测量,精度可达0.02亚像素．在该方法中网格点采用圆标记点,使该方法特别适用于小线应变位移场的研测．本文运用Windows下的新的图像采集方法测量物体位移场,突破了Dos系统下对内存操作的限制,并使每一帧图像的像素数由512×512增至768×576,提高了图形的分辨率．     

DVC中内部散斑质量评价及计算体素点的优化选择

数字体图像相关方法(digital volume correlation, DVC)是一种可测量物体内部三维全场变形的先进实验力学测试技术, 通过分析由体图像成像设备(如X-ray CT)获取的物体变形前后的三维体图像, DVC可获得物体内部具有亚体素精度的三维变形信息. 在应用DVC测量内部变形时, 被测试样体图像的内部散斑质量对其测量精度有着重要影响. 本文从DVC算法位移测量误差的理论分析和数值模拟实验两方面证实了DVC的位移测量误差与计算子体块的灰度梯度平方和(sum of square subvolume intensity gradient, SSSIG)值呈负相关关系, 即: 计算子体块的SSSIG值越大, 其位移测量精度越高, 因此SSSIG可用于体图像内部散斑质量的定量评价. 尽管直接增加计算子体块尺寸可以增加SSSIG, 但是较大计算子体块内更多的计算点会导致计算量的显著增加. 为此, 本文进一步提出一种计算体素点优化选择方法, 该方法通过将计算子体块中灰度梯度较小的体素点剔除出计算, 以实现在增大计算子体块尺寸的同时不会显著增加计算量. 模拟和真实实验结果显示了该计算体素点优化选择方法的有效性.      

错位云纹干涉法同步测量三维位移导数场

本文提出一种变载波双曝光错位云纹干涉法,将变形信息的记录过程与错位分析分开进行。通过对一级衍射波引入适当载波后,用双曝光法将变形信息记录在一张底板上,尔后通过滤波分离变形信息及错位处理,实现了三维位移导数场的同步测量。文中给出了较为严密的理论推导,并给出了平面模型静态下的面内和离面位移场测量结果。     

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%。     

光学透视测量玻璃纤维增强复合材料板离面应变场分布

本文通过激光波数扫描干涉测量系统和方法,透视测量商用玻璃纤维增强复合材料板前、后表面的离面应变场分布。实验中分别对有缺陷和无缺陷的商用玻璃纤维增强复合材料样品进行了离面位移场测量和平均轴向正应变场分布计算。无缺陷样品的离面位移场及压缩应变场分布均匀连续,随加载呈现递增压缩变化;有缺陷样品的缺陷周围的离面位移场分布变化无规则,其压缩正应变分布以缺陷孔洞为中心,加载量越大,孔洞周围其压缩正应变值较小的区域越大,压缩正应变集中在远离孔洞的边缘区域,随加载量变化压缩应变场分布无线性规律。实验结果证明,激光波数扫描干涉测量系统和方法准确可靠,它为玻璃纤维增强复合材料板的力学性能测量提供了一个新技术平台。     

集中力作用下铝合金材料内部柱状缺陷检测的研究

工程中,构件的内部会因为各种原因不可避免地存在各种损伤或缺陷。本文通过弹性力学理论给出含柱状缺陷的铝合金材料在受到集中力作用下的离面位移场。同时运用电子散斑干涉方法成功地测量出试件缺陷覆盖层在受到集中力情况下的离面位移。理论和实验结果对比表明,利用电子散斑干涉术技术能够精确地测量含缺陷材料表面的离面位移。此实验方法可以作为一种新型的探测物体内部缺陷所处的位置和大小的评估办法。     

利用分形相关法测量股骨头剖开面的面内位移

由于股骨头内松质骨结构的复杂性,对股骨头内骨小梁的应力和变形的分析与测试十分困难。在已经开展的这一方面的研究工作中主要是进行松质骨试样的宏观力学性能测试。随着计算机和图像技术的发展,图像及图像相关方法开始被用来进行松质骨的生物力学研究,这是非接触的测量方法,可以用来测量松质骨的表面位移场。本文利用图像相关方法在宏观尺度下测量了股骨头受外力作用时冠状面的面内的位移分布,作为进一步探索的开端。尽管松质骨表面的凹凸不平性对测量精度有影响,但是,还是可以分析出面内位移的分布特点。     

结合数码显微镜的数字散斑相关方法精度分析及应用

结合数字散斑相关方法和一种新型的显微镜数码显微镜,提出了一种测量多晶材料晶粒尺度面内变形的新方法,并通过零变形校准实验、重聚焦实验和平移实验等一系列验证实验分析了该方法的精度和实用性.作为应用实例,对一种镍基合金试件进行了单向拉伸和疲劳实验,得到了晶粒尺度下具有较大应变梯度的应变分布图像.结果表明,该方法能够得到精确的位移测量数据,是一种理想的测量晶粒尺度变形的光测方法.     

超声散斑数字相关法应用于刚体面内转动测量的研究

在激光数字散斑相关法测量理论的基础上,阐述了超声散斑相关法测量的基本原理,并建立了相应的超声散斑数字相关实验分析系统。在实验分析时,首先应用模拟测量的方法对刚体面内转动对散斑场相关性的影响进行了分析;然后应用实验测量的方法再对此进行了分析;最后对刚体未知面内转角进行了实测。实验结果表明,刚体面内转动可测量的最大转角为9°,当转动角度为10°时,误差大于9%。实验中分别应用了爬山搜索法和相关系数拟合法来分别搜索整像素的位移和亚像素的位移。     

超声散斑数字相关法应用于体面内转动测量的研究

在激光数字散斑相关法测量理论的基础上,阐述了超声散斑相关法测量的基本原理,并建立了相应的超声散斑数字相关实验分析系统。在实验分析时,首先应用模拟测量的方法对刚体面内转动对散斑场相关性的影响进行了分析;然后应用实验测量的方法再对此进行了分析;最后对刚体未知面内转角进行了实测。实验结果表明,刚体面内转动可测量的最大转角为9°,当转动角度为10°时,误差大于9%。实验中分别应用了爬山搜索法和相关系数拟合法来分别搜索整像素的位移和亚像素的位移。     

离面客观散斑法

本文提出了一种可同时获得面内位移和离面位移一阶导数的方法——离面客观散斑法,该法具有功能多、装置简单、无需隔振、对刚体位移不敏感等特点。文中论述了此法的基本原理,应用傅里叶光学理论和空间散斑的运动规律推导了计算公式,研制的表面处理技术操作简便,增强条纹反差效果十分明显,实验值与计算结果符合较好。     

偏振相移干涉棚投影技术及其应用

本文提出偏振相移干涉栅投影技术并成功地用于三维物面形状和大变形物体的位移测量，得到较为满意的实验结果。     

微尺度位移、形貌测量系统及应用

研制了一套可应用于MEMS器件的微尺度测量系统,可以在受载状态下实时检测MEMS器件的面内位移、离面位移和三维形貌.该系统中,面内位移测量是一个基于白光数字散斑相关方法的显微光学测量系统,与相应的力学加载系统结合,可以得到MEMS器件在受载状态下的实时面内位移;离面位移和三维形貌测量则是一个基于相移显微投影光栅方法的光学测量系统,与相应的力学加载系统结合,可以得到MEMS器件在受载状态下的实时三维形貌和离面位移.最后给出了几个典型的MEMS器件面内位移、离面位移和三维形貌的实测结果.     

云纹干涉法同时测定三维位移场(U_0,U_(45),U_(90),ω)

本文介绍了用云纹干涉法同时获得三维位移场——面内位移(U_0,U_(45),U_(90))和离面位移(w)的两种方法:实时观测法和加载波条纹的差载法.前者可一次加载,分别观测各个位移分量条纹图;后者可用一张底板同时记录全部三维位移信息,通过光学滤波分离出各位移分量条纹图。测试方法和计算都很简便,不仅能测静荷,同时也可测动荷,文中还介绍了实验用的仪器,给出了实验结果。