电子错位散斑的实时时间差技术

本文提出了一种电子错位散斑干涉(ESSPI)的实时时间差技术,并从原理上进行了分析,说明该方法不仅可用于无损检洲,而且还能用于连续变形物体的离面位移及瞬态大变形问题的测试。文中给出了该技术用于无损检测方面的一些结果。     

物体的三维形状或离面变形的自动检测技术

本文采用数字图象处理设备,应用一维傅立叶变换技术和分段线性增强技术,提出了一种建立投影云纹数字图象的新方法,所形成的条纹图象灰度具有严格的正弦或余弦分布特性,结合位相检测技术,可计算出物体的离面高度或离面变形。可完全由计算机进行处理,自动化程度高,并能保证测量精度.最后给出了应用于物体形状检测或离面变形测试的两个实例,实验结果表明了该方法的可行性和可靠性。     

三维电子束云纹法

三维电子束(3D电子束)云纹法是一种微尺度三维变形测量方法。该方法通过在试件表面制作高密度光栅,结合双目视觉立体成像技术,在SEM中形成两个角度的电子束云纹图,即可分析获得三维变形信息。考虑到离面变形与面内变形计算时的相互耦合关系,本文对现有的3D电子束云纹法进行了进一步发展,系统推导了3D电子束云纹法的通用理论公式。利用变形前后不同角度拍摄的电子束云纹图,可分别迭代计算出面内变形、离面变形和形貌等信息。对全息光栅鼓泡变形的验证实验证明了本文发展的3D电子束云纹法理论的正确性。     

球形压痕的残余变形分析

球形压痕技术在材料力学属性，诸如硬度，弹性模量等的测量中得到了广泛的应用。应用Twyman-Green及云纹干涉法并配合相移技术，本文对IN783合金进行了一系列的球形压痕实验研究，并对残余压痕的面内（u,v）及离面（w）变形场进行了定量测量和分析。应用面内变形测量结果，进一步对试件表面的应力一应变分布进行了分析和计算，并在离面变形场的基础上，确立了压痕周围的弹塑性边界，从而进一步应用面内的分析结果，得到材料的屈服强度。应用压痕实验的接触半径和压力并配合Tabor经验公式，本文进一步得到了材料的应力应变曲线。实验结果与已知的IN783合金相吻合。对所涉及的一系列压痕实验，本文也进行了二维有限元分析并得到了比较一致的结果。     

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。     

傅里叶变换投影栅线法测量大物体的变形

本文利用傅里叶变换投影栅线技术对大物体的离面变形进行了测量，分析了大物体的尺寸给测量过程带来的主要矛盾，讨论了方法的灵敏度和精度，用计算机数值模拟技术给出了大尺寸引起的频率变化所带来的误差。结果表明，傅里叶变换投影栅线技术可以用于大尺寸物体离面变形的精确测量。     

光栅应变法的误差分析与改进

将光栅制作于试件表面作为应变传感器，激光束照射试件被测点所产生的衍射图案随该点的变形发生变化。测定衍射图案的变化可以直接计算出被测点的变形。本文分析了该方法中公式简化、离面转角、离面位移引起的误差，结果表明后两个因素的影响不容忽视。本文还对误差的减小和消除进行了讨论。     

数字全息计量技术及其在微小位移测量中的应用

数字全息是用数字的方式记录和处理全息图像，避免了传统全息照相的化学处理，既简化了处理过程，更便于用数字图像处理的方式来改进图像质量和提取信息。数字全息干涉计量技术是一种全场、非接触的光学测量方法，该方法测量精度高，光路简单，对防振要求低，实验条件容易满足，特别适合微小物体的微小位移或变形的精确测量。本文运用数字全息干涉计量法测定了两端固支梁的微小离面位移；经实验验证数字全息计量术能精确测量物体0．01微米量级位移或变形；而且该方法可靠性好、成本低；是非接触的无损测量。数字全息计量技术的这些特点使得该技术在小物体的微小变形测量上具有特别的优越性，因而在MEMS结构及MEMS材料参数(如弹性模量、泊松比、热变形系数等)的测定中有广阔的应用前景。     

数字标记点识别方法及其在材料性能测试中的应用

基于相关理论，提出了一种非接触性测量面内位移的数字标记点识别方法。该方法能应用于物体变形前后标记点的识别。相对于其它光学测量方法而言，该技术实验过程简单，能够应用于小变形、大变形等不同的变形范围。本文还将这一方法应用于高分子薄膜材料的时间特性实验测试，结果表明，此方法可有效用于柔度较大材料的变形测量。     

球形压痕的残余变形分析(英文)

球形压痕技术在材料力学属性,诸如硬度,弹性模量等的测量中得到了广泛的应用。应用Twyman-Green及云纹干涉法并配合相移技术,本文对IN783合金进行了一系列的球形压痕实验研究,并对残余压痕的面内(u, v)及离面( w)变形场进行了定量测量和分析。应用面内变形测量结果,进一步对试件表面的应力-应变分布进行了分析和计算,并在离面变形场的基础上,确立了压痕周围的弹塑性边界,从而进一步应用面内的分析结果,得到材料的屈服强度。应用压痕实验的接触半径和压力并配合Tabor经验公式,本文进一步得到了材料的应力应变曲线。实验结果与已知的IN783合金相吻合。对所涉及的一系列压痕实验,本文也进行了二维有限元分析并得到了比较一致的结果。