数字散斑相关方法的原理与应用

应用图像识别与变分学原理，对数字散斑相关方法作了理论阐述，导出了测量物体表面变形场的一般过程，将力学中的变形测量问题转化为单纯的数值计算问题，避免了传统光测方法与干涉条纹有关的一系列困难。初步的实验结果表明，该方法在工程实际现场、高速冲击动态过程、细观力学变形过程以及变形测量的自动化等方面都有广泛的应用潜力，从而为光测力学拓展应用领域、实现自动化测量展现了新的前景．     

一种新的数字散斑相关方法及其应用

本文提出了一种新的改进的数字散斑相关方法——十字搜索法。采用该方法将大大缩短计算时间，从而使数字散斑相关在微机上得到成功的应用。本文还从概率与统计的角度提出了新的相关系数计算公式，这个计算公式可以提高计算精度。文中还讨论了高精度测量的一些技术问题。初步实验验证表明，本文所提出的方法是一种实用的快速、高精度的位移、应变测试方法。     

变形测量中的数字散斑相关搜索方法

本文用仿射变换阐述了数字散斑相关方法的基本原理,通过分析散斑位移及其导数对物体变形前后散斑图的相关性的影响,对相关算法作了简化,提出了相关搜索方法.典型的实验证实了该方法的可行性,同时就散斑颗粒尺寸、子区大小对相关识别的影响等问题进行了讨论,初步给出了相关计算的有关最佳参数.     

白光DSCM方法用于岩石变形观测的研究

本文分析了白光DSCM（数字散斑相关测量）方法用于岩石材料表面变形观测的可行性及优越性，并根据岩石材料变形的特点将普通DSCM方法进行改进。DSCM方法应用于岩石变形观测中，使观测过程得到简化，同时有助于解决岩石力学中一些难题。文中的实验结果证实了该方法的可行性和优越性。     

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。     

散斑图像相关数字技术在薄壁钢管混凝土长柱变形测量中的应用

薄壁钢管混凝土构件作为新发展的组合构件,对其研究具有非常重要的意义。文中首先介绍了散斑图像相关数字技术的基本原理,然后给出了变形计算公式。为弥补传统测量方法的不足,在薄壁钢管混凝土长柱偏压破坏实验中,引入了散斑图像相关数字技术,对长柱跨中截面的全过程变形(位移)进行了测量,并对测量结果进行了分析与讨论,同时还与传统测量方法所得结果进行了对比分析。实验结果与分析表明:该方法具有较高的精度和工程可用性,可克服传统测量方法中的一些弊端,且对实验设备和测量环境要求不高,很适合现场非接触测量。     

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。     

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.     

电子散斑干涉法在平面小振幅振动测量中的应用

用电子散斑干涉方法进行振动测量，因实验过程和条纹处理简单，已有较多应用，但迄今尚无振动测量中所形成的散斑条纹的完整解释，容易混淆条纹中所蕴含的实际物理意义，本文详细讨论了散斑测振中各种相关条纹的形成，并给出了相应的实验验证。     

新型各向异性核工业石墨断裂力学行为的实验研究和数值分析

本文分别采用激光和白光DSCM(数字散斑相关测量)方法对一种新型各向异性核工业石墨的裂纹尖端位移、应变场进行了实验研究，两种方法都取得了较好的结果。考虑核工业石墨制备过程形成的各向异性特点，本文构建了三维各向异性有限元模型，采用奇异单元，计算模拟石墨裂纹尖端的变形和应力场，通过对实验结果和有限元计算结果的比较可以发现两者具有相近的趋势。     

提取等倾线的数字图象处理法

本文详细介绍了应用数字图象处理技术进行图象相除和图象相减,获取没有等色线干扰的、精确定位的和倍增信息的等倾线的全场分析方法,并作了典型验证实验,为光测弹性力学的改革提供了途径和理论依据。     

两相流PIV粒子图像处理方法的研究

本文在单相PIV技术的基础上研究了两相流动PIV图像处理方法，采用摸板匹配法和灰度加权标定法对两相粒子进行了识别、区分和标定，采用灰度互相关法对区分后的单相粒子图像进行了处理，应用基于以上方法编制的Windows应用软件，首先对由美国Minnesota大学复杂流动实验室提供的两相流动粒子图片进行了处理，通过对比分析可见，应用本文所采用的方法能对两相粒子进行有效的识别和区分，然后以搅拌槽内液固两相流场为例对此方法进行了应用。     

基于可见光与红外图像特征融合的目标跟踪

针对单一图像源下目标跟踪精度不高的问题,利用跟踪状态下的目标存在于可见光与红外图像中的特征对连续自适应均值移动跟踪算法做出改进。首先选取可见光图像的“颜色梯度背投影”作为改进的目标模型,选取红外图像的“灰度梯度背投影”作为改进的目标模型;然后根据可见光序列图像和红外序列图像各自进行连续自适应均值移动跟踪算法得到的对应的qi系数判定两种图像跟踪的效果,对两种图像的权重进行自适应调整,得到这两种图像的特征级融合图像和跟踪结果。实验结果表明,对于320像素×240像素的可见光和红外图像,基于可见光与红外图像特征融合的目标跟踪算法在复杂背景下能够较准确的跟踪目标,目标跟踪精度为0.5像素,跟踪速度为30~32 ms/帧。     

用灰度选优法采集Isodyne条纹图像

本文提出了Ｉｓｏｄｙｎｅ干涉条纹图像采集的一种有效方法，即图像灰度选优法。文中论述了方法原理，软件编程框图，及在ＩＢＭＸＴ／２８６图像采集与处理系统上实现Ｉｓｏｄｖｎｅ条纹图像自动采集的实例。以此方法采集Ｉｓｏｄｖｎｅ条纹图像，实现了由Ｉｓｏ－ｄｙｎｅ线条纹图像形成一幅全场的Ｉｓｏｄｙｎｅ条纹图像的目的，解决了动态扫描条纹图像跟踪采集问题。     

INTERACTION OF A DISLOCATION DIPOLE WITH A MODE Ⅲ INTERFACE CRACK

Interaction between a screw dislocation dipole and a mode Ⅲ interface crack is investigated. By using the complex variable method, the closed form solutions for complex potentials are obtained when a screw dislocation dipole lies inside a medium. The stress fields and the stress intensity factors at the tip of the interface crack produced by the screw dislocation dipole are given. The influence of the orientation, the dipole arm and the location of the screw dislocation dipole as well as the material mismatch on the stress intensity factors is discussed. zThe image force and the image torque acting on the screw dislocation dipole center are also calculated. The mechanical equilibrium position of the screw dislocation dipole is examined for various material property combinations and crack geometries. The results indicate that the shielding or anti-shielding effect on the stress intensity factor increases abruptly when the dislocation dipole approaches the tip of the crack. Additionally, the disturbation of the interface crack on the motion of the dislocation dipole is also significant.     

非标识PIV图像的模糊聚类识别方法

文中将模糊分析的原理应用于分析粒子在一幅ＰＩＶ图像中的运动情况。聚类由几个相邻的粒子开始,聚类的原则是流体运动的基本规律,随着流体的运动,粒子簇在第二次曝光时改变其形状及位置,通过模糊聚类可获得粒子运动的规律。应用聚类分析方法可改善非标识ＰＩＶ图像的处理效率,基于这种方法的粒子运动轨迹追踪算法被提出并应用于ＰＩＶ图像分析。     

INTERACTION OF A DISLOCATION DIPOLE WITH A MODE III INTERFACE CRACK

Interaction between a screw dislocation dipole and a mode III interface crack is investigated. By using the complex variable method, the closed form solutions for complex potentials are obtained when a screw dislocation dipole lies inside a medium. The stress fields and the stress intensity factors at the tip of the interface crack produced by the screw dislocation dipole are given. The influence of the orientation, the dipole arm and the location of the screw dislocation dipole as well as the material mismatch on the stress intensity factors is discussed. The image force and the image torque acting on the screw dislocation dipole center are also calculated. The mechanical equilibrium position of the screw dislocation dipole is examined for various material property combinations and crack geometries. The results indicate that the shielding or anti-shielding effect on the stress intensity factor increases abruptly when the dislocation dipole approaches the tip of the crack. Additionally, the disturbation of the interface crack on the motion of the dislocation dipole is also significant.     

位错偶极子和Ⅲ型界面裂纹的干涉效应

研究了多晶体材料中螺型位错偶极子和界面裂纹的弹性干涉作用.利用复变函数方法,得到了该问题复势函数的封闭形式解答.求出了由位错偶极子诱导的应力场和裂纹尖端应力强度应子,分析了偶极子的方向,偶臂和位置以及材料失配对应力强度因子的影响.推导了作用在螺型位错偶极子中心的像力和力偶矩,并讨论了界面裂纹几何条件和不同材料特征组合对位错偶极子平衡位置的影响规律.结果表明,裂纹尖端的螺型位错偶极子对应力强度因子会产生强烈的屏蔽或反屏蔽效应.同时,界面裂纹对螺型位错偶极子在材料中运动有很强的扰动作用.     

Contrast Enhancement with a Nonlinear Oscillators Network

In this paper, we propose a contrast enhancement realized with a lattice of uncoupled nonlinear oscillators. We show theoretically and numerically that the contrast of a gray scale image is strongly enhanced even if it is initially very weak. An image inversion can also be obtained in real time without needing a reconfiguration of this Cellular Nonlinear Network (CNN). Finally, an electronic implementation of this (CNN) is discussed.     

高速动态图像的采集技术

本文介绍一种新的高速动态图像的采集技术,它采用红宝石双脉冲激光器作光源,利用普通的图像处理设备,对受冲击载荷作用下的模型,在应力波传播过程中,可采集到光脉冲宽度在30～50毫微秒内的动态图像.本文详细介绍了该采集系统的采图原理以及对模型加载、双脉冲激光器的触发、延时和采图之间的时序和同步关系,并给出了模型受冲击载荷后,延时为30,40,50,60,70,80,90,100μs 时的光弹性等差线条纹图的快速采集实例.