超细网格法的频域分析技术

本文把通讯理论中的"系统"的观点和数学上的傅立叶分析方法引入网格法的变形分析中,形成了一种全场自动处理的网格图像分析新方法,它具有直观性好和灵敏度可由网格栅线密度控制的特点,为观察细观的实验现象和测量微区域内的位移场和应变场提供了一种有效的实验手段.     

轴向运动弦线横向振动的频域分析

轴向运动弦线是多种工程系统的模型。为明确轴向运动横向振动的频域特性，及探索频域方法的应用特点．本文用频域方法分析轴向运动弦线的横向振动。基于轴向运动弦线横向振动方程和边界条件．通过Laplace变换导出频率域中的控制方程，并将该控制方程和边界条件用状态变量表示。由状态空间中的控制方程导出特征方程，从而求出固有频率。由轴向运动弦线的矩阵函数计算得到系统的传递函数，然后用留数定理计算传递函数的Laplace逆变换．这样就可以得到时域响应。最后分析了轴向运动弦线的横向共振，若简谐外激励的频率与系统固有频率相同，系统响应将随时间无限增加。     

结构地震反应分析的频域传递矩阵法

本文将传递矩阵法的应用范围由结构的固有振动分析推广到频域内的地震反应分析。文中具体给出了弯剪粱结构的单元传递矩阵的频域形式。用这种频域内的传递矩阵，结合离散傅里叶变换，即可求得多自由度弯剪梁体系的地震反应。同样地，可用这种方法计算各种串联多自由度体系在其它动力荷载下的反应。该方法精度良好且比相应的有限元法节省计算机ＣＰＵ时间。     

横向剪切干涉图的自动处理

对实验得到的剪切干涉图样的处理分两个步骤，先用傅立叶频谱移频的方法求解出相位差，再用快速傅立叶变换恢复出原始波前。介绍了整个过程的数学原理，通过数值模拟分析误差，然后使用Matlab编程实现算法，并用于实际的实验数据处理。     

二维细胞在剪切流中的运动特性

主要模拟二维细胞在剪切流中的运动特性.计算过程采用浸入边界法,将细胞模化成Navier-Stokes方程中的力源,而不是真实物体.假设细胞的初始形状为椭圆,细胞内外流体粘性相同,细胞膜的弹性力模型选用E-S模型.本文模拟四种不同真圆度情况下细胞的形变情况,观测到初始阶段细胞沿着长轴方向做拉伸和旋转运动,达到稳定状态后细胞作类坦克履带式运动;并且发现细胞达到稳定状态所需要的时间随真圆度的增加而增加,而细胞的稳态倾角随真圆度的增加而减少.     

二维激波与剪切层相互作用的直接数值模拟研究

采用五阶weighed esseritially non-oscillatory (WENO) 格式和三阶total variation diminishing (TVD) Runge-Kutta 格式, 通过求解二维非定常Navier-Stokes 方程, 直接数值模拟了激波与剪切层相互作用, 目的在于揭示激波与剪切层相互作用过程中噪声产生的机理. 研究发现:(1) 当入射激波穿过剪切层时, 剪切层中心位置向下层区域偏移;(2) 入射激波穿过剪切层产生小激波, 在小激波与剪切层接触点处产生声波并向外辐射;(3) 反射激波穿过剪切层后形成了分段弧状激波;(4) 当反射激波穿过剪切层时, 激波在鞍点处泄漏并向外辐射声波, 这是一种激波泄漏机制.     

剪切散斑中新的相移技术及其在泵体上的应用研究

本文实现了一种新的剪切散斑干涉技术的载波方法.其特点是通过移动剪切棱镜,而产生载波条纹来调制变形条纹.然后,利用傅立叶变换法解调出变形条纹,获得全场位相图.本文介绍了这种载波相移技术的原理,并且对该载波技术的原理进行了推导.最后将该方法运用到舰用主泵体的离面位移导数(应变)测量上.     

汽油机燃烧室内温度场测量的激光剪切干涉法

采用激光剪切干涉法测量了汽油机燃烧室内的温度场,并分析了剪切干涉法测温的基本原理,推导出利用干涉条纹图求解温度分布的关系式。在一台二冲程火花点火发动机上设置石英窗和信号同步系统,建立了适合高速摄影的激光剪切干涉测量装置。通过改变剪切干涉量,测取发动机燃烧室内干涉条纹图,从而获得缸内燃烧的二维温度场。结果表明,激光剪切干涉法抗振性强,光路简单可靠,可以进行高速摄像,是研究内燃机燃烧过程的有效方法。从温度场可以看出,燃烧过程中缸内大致可分为三个区,即已燃区、未燃区和燃烧区,具有不同的温度分布和温度梯度。燃烧区温度最高,温度梯度大;已燃区温度次之,梯度较小;未燃区温度最低,但梯度较大。     

数字剪切散斑相关条图的形成及其分析

本文提出了用线性相关计算形成高可见度的数字剪切散斑相关条纹图的方法，为上关条纹图的自动分析奠定了良好的基础，文中还推导了附加位相与物光反射镜转角的关系，使精确地计算附加位相成为可能。同时还介绍了任意附加位相的三步相移技术，最后给出了用线性相关计算法形成的相关条纹图及计算出的位相图。     

压缩剪切测试中载荷传递行为的数字光弹性研究

结合光弹性四步彩色相移法,提出改进的六步相移法来计算全场剪应力,对径压缩圆盘实验证实了该方法的正确性,并进一步研究了同质材料连接结构在压缩剪切测试中的层间剪切行为。实验结果表明:全场等色线条纹级数和剪应力连续分布且随载荷而增加;中线附近剪应力趋于零,而条纹级数为峰谷。在连接界面上的条纹级数和剪应力出现峰值,特别是在连接界面端部为最高,在最大载荷下可分别达3.5级和2.4MPa,是导致连接界面脱粘开裂的危险区域。连接结构通过层间剪应力进行应力传递,在连接界面上剪应力与外载基本保持平衡。     

激光全息干涉法测三维位移的误差分析

激光全息干涉法测三维位移,通常采用多张全息图法和单张全息图法。本文推导了这两种方法的测量误差计算公式。并应用这些公式对全息条纹三维读数仪作了较为详尽的误差分析。     

A Frequency Domain Error Model for Local 2D-DIC

Experimental Mechanics - Digital image correlation (DIC) has become a superior tool for surface deformation measurement so far. In order to improve its measurement accuracy, different error models...     

测量物体三维位移的像全息散斑夹片法

本文对N.Abramson提出的夹片方法作了进一步改进。提出了测量物体表面三维变形的双参考光像全息散斑夹片新方法。该法能消除物体由于刚体位移而产生的不良影响。并能有效地消除参考光对测量散斑干涉时出现的严重噪音。文中通过对悬臂梁和玻璃钢三点弯断裂试件的测量及分析,证明了提出的方法是可行的。     

Double Hopf Bifurcation Analysis Using Frequency Domain Methods

The dynamic behavior close to a non-resonant double Hopf bifurcation is analyzed via a frequency-domain technique. Approximate expressions of the periodic solutions are computed using the higher order harmonic balance method while their accuracy and stability have been evaluated through the calculation of the multipliers of the monodromy matrix. Furthermore, the detection of secondary Hopf or torus bifurcations (Neimark–Sacker bifurcation for maps) close to the analyzed singularity has been obtained for a coupled electrical oscillatory circuit. Then, quasi-periodic solutions are likely to exist in certain regions of the parameter space. Extending this analysis to the unfolding of the 1:1 resonant double Hopf bifurcation, cyclic fold and torus bifurcations have also been detected in a controlled oscillatory coupled electrical circuit. The comparison of the results obtained with the suggested technique, and with continuation software packages, has been included.     

二维超外差条纹处理技术

本文从超外差式调频接受机的原理出发,提出一个适合于各种灵敏度测量的二维超外差条纹处理方法.与超外差式调频接受机的优点对应,该条纹处理方法有兼顾各种灵敏度,具有统一的中频处理与鉴相模块等优点.与其它采用条纹骨架的处理方法相比较,该方法实际上是直接的位相检测,其鉴相部分运用普通的phase-shift原理,因而具有测量精高度、灵敏度高的优点.此外,该方法也便于用硬件实现.     

非线性系统参数辩识的一种频域模型

本文基于对非线性系统的可分离性假设，将非线性弹性力和阻尼力分别分解为物理坐标下各点间相对位移和相对速度的幂级数函数，导出了一般多自由度非线性系统在恒幅激励下的广义频率响应函数与输入输出之间的迭代关系式，提出了非线性系统中基本线性部分的概念，进而了一种在实验条件下的系统物理参数辩识方法。     

电子剪切散斑在检测材料缺陷中的应用

随着电子技术、计算机技术的飞速发展,传统的全息干涉技术已经发展到了电子散斑和电子剪切散斑阶段。电子散斑和电子剪切散斑不仅可以完成表面变形量的测量,并且由于它们具有实时性、高灵敏度、非接触性和全场测量等优点,在工业和科研领域中得到了越来越广泛的应用。本文首先介绍了电子剪切散斑干涉的基本原理,然后着重介绍了自行编制的对离面位移的电子剪切散斑图像进行处理的系统。该图像处理系统的主要功能有平滑、区域标记、像素统计等。用该系统对图像进行处理后,可以直接得到缺陷的实际大小。通过对带有已知缺陷模型的实际测量,所得结果与实际吻合较好,说明该图像处理系统是可行的。     

Moiré Interferometry for Damage Analysis of Composites

This paper briefly reviews the techniques of moiré interferometry as they are practiced in the author's laboratory and demonstrates their potential for revealing U and V displacement fields for analysis of damage in composites. The method is treated more completely in Ref. 1 and in the references cited there.