光载波在散斑法全全场分析中的应用

本文提出利用变形物体的刚体位移作为散斑法全场分析的光载波,使难以消除的刚体位移转化成可计算条纹级次的有利因素。讨论了光载波与形变位移、总位移产生的条纹之间的调制关系,对非整数级条纹进行了补偿,提高了散斑法全场分析的精度,为计算机全自动计算全场条纹级次提供了预处理方法,并对一受载剪切墙各点的全场分析的条纹级次进行了具体的计算.     

用直接散斑技术测量复合材料试件的面内位移

直接散斑法用来测量带中心圆孔复合材料条状试件在拉伸载荷作用下的面内位移分布,采用镜面移植技术,提高复合材料试件表面的反射性能,从而得到高质量的散斑干涉干板,在分析散斑干涉干板时,由于得到的全场位移分布条纹频率的可调性,使此方法测量范围很宽,由弹性应变到塑性应变,直接散斑法测量的结果与云纹法得到的结果相符合。     

基于电子散斑干涉法的高弹性连轴器挠性杆位移分析

本文重点讨论了应用电子散斑干涉法测量弹性元件的挠曲线的方法.将电子散斑测量离面位移的光路引入到高弹性连轴器挠性杆的横向弯曲变形测量中.新的离面位移测量光路并结合相移技术是其特点.首先采用类似于麦克尔逊式光路的方式将物光和参考光垂直分布,使得离面位移的结果是直接并且是纯粹的获得;其次,固体泵浦激光的相干长度很长,从而在设计光路时带来了便利,光路可以很紧凑而不考虑物光与参考光的光程差;最后,在参考光路中引入精密的PZT相移器,从而实现了位相技术,使得测量的结果能数字化输出.电子散斑干涉方法在光学非破坏性检测领域得到了广泛的应用,采用电子散斑干涉技术可以测量物体的变形、位移、振型等.该方法具有实时显示、全场非接触测量、精度和灵敏度高、采用位相技术可以方便的实现测量结果的数字化等优点.本文采用电子散斑干涉结合相移技术,得到了的数字化结果,再和有限元模拟计算进行了比较,证明了方法的正确性.     

错位散斑云纹法测量应变场

本文建议的错位散斑云纹法是在错位散斑干涉的基础上,通过在光路中附加虚位移的方法获得错位散斑干涉条纹的相减云纹图,从而扣除离面位移导数,获得单纯的面内位移导数场即应变场。典型实验证实这一方法可以有效地获取全场应变条纹图。     

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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.     

散斑全息干涉法测量面内位移和应变

测量面内位移和应变有很多方法,诸如莫尔条纹法、全息干涉法、激光散斑干涉法等属于近代光学方法。其中莫尔条纹法需要在试件表面布上极细的网格,这在工艺上较难;而全息干涉法又需沿不同方向进行全息照相,要求较高,数据处理的程序也较繁复.最近国外采用激光散斑干涉来测量面内位移和应变,发展很快。激光散斑干涉法亦有多种。成象散斑干涉是记录被相干光照明的物体经透镜成像后所形成的具有斑点图信息的物体象,照明光可用单光束或多光束:光栏也可以是单孔或多孔。我们曾采用单光束和单孔成象的散斑干涉法对游标盘的转动进行了定标试验。另一种散斑干涉法是直接将感光片和被测物表面贴近,并牢靠地固定其相对位置.再用一束准直激光直接从感光片背面射入。由于照明光与物体表面的漫反射光是从接近180°的方向射到感光层,因而感光片记录的信息中不仅有斑点图信息,而且还包含有能实现白光再现的全息图信息,我们暂且称其为散斑全息干涉法.本文主要介绍散斑全息干涉的物理原理和它的实验方法,并利用杨氏干涉法对游标盘转动后的位移量定标和对单向拉伸的矩形板中的圆孔应力集中系数进行了定标,取得了实验结果。此外,还指出了散斑干涉法的缺点和局限性。     

散斑光弹性干涉法

全息干涉法和普通光弹性法相结合产生了全息光弹性法。与此类似,本文建议将散斑干涉法和光弹性相结合形成具有一定特点的散斑光弹干涉法。近十几年来,散斑干涉法得到了很快的发展,可以获得面内或离面位移,错位散斑干涉法则可获得位移梯度场。本文建议将光弹性透明模型置于双光束散斑干涉光路中,通过两次曝光法可以获得模型的应力条纹图案。但和全息光弹性法相比,只要选择合适的漫反射器,用散斑光弹干涉法可以获得不受等差线干扰的、单纯的等和线条纹图。同样的理由,也可以获得三维应力模型冻结切片的等和线条纹图。更有意义的是采用双光片散光穿透模型的散斑光弹性干涉法将有可能获得整体三维应力模型内部的绝对光程应力条纹图,这将为三维应力分析提供一种新的实验方法。     

利用动态DSPI及其时域位相分析研究Portevin—Le Chatelier滑移带

Portevin—Le Chatelier(PIC)效应是一种典型的塑性失稳现象，我们提出了一种新方法对合金材料中的PIC效应进行直接的观察和定量化的研究，这种方法的原理基于干涉散斑图样的位相差是一个与时间相关的单调函数，当PIC效应发生的时候，干涉散斑图序列被高速采集记录下来进行时域位相分析，同时通过动态散斑干涉法补偿位移，利用这种方法可以得到PIC滑移带及周围区域沿拉伸方向的位移分布并估算由滑移引起的试件的伸长。     

电子错位散斑研究

本文从理论上分析了错位散斑实现电子干涉的可行性,推导了摄象机光靶接收的错位散斑的光强表达式,分析了电子干涉条纹的可见度,提出并实现了电子错位散斑技术的三种方法,即实时法,双曝光法和实时时间差法。获得了位移梯度等值条纹的电子干涉图。     

四孔散斑剪切干涉法

散斑剪切干涉法是一种直接测量表面全场应变的方法,它取消了由测定位移而计算微分的要求。本文叙述了它的基本原理,采用离焦方法获得光学剪切,对其在测量面内应变值方面的应用,进行了实验论证。     

几种应变检测的光力学测试方法及其比较

应变测量技术在工程应用中有重要意义.一是它可以直接用来获得应力场,可以用来评价材料的安全性和可靠性;二是应变梯度很大的部位往往又是材料破坏的起始点,所以应变测量又可以用于进行材料的无损检测.当前几种光力学方法受到了重视,即云纹干涉法、电子剪切散斑干涉法和数字相关散斑法,对上述方法的原理、光路设计、特点作了介绍,以便这些传统方法的进一步推广,文中还特别介绍了一种作者近来在国内率先开展的微压痕应变花法.这一方法可以方便用于金属等材料上,可以较精确定量研究测试物体的应变而且对刚体位移不敏感,应用起来更加直接和方便,更有推广和应用前景.本文有利于针对研究对象的特点,选用更加合适的应变测量方法.     

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。     

基于位移补偿的离面位移实时追踪算法

本文提出一种基于位移补偿的离面位移实时追踪算法,并给出基于卷积全场最大值和基于卷积局部极大值两种计算方法。将位移前后的干涉条纹图子区与Gabor模板进行卷积匹配,得到与相应子区重合的模板,计算模板位相变化量,求得位移大小及方向;再利用锆钛酸铅压电陶瓷(PZT)对位移进行同步追踪补偿,实现离面位移测量。文中分别进行了镜面干涉追踪实验以及散斑干涉追踪实验,验证了本算法在大量程、高分辨率、实时测量以及抗噪声等方面的可靠性与有效性。     

ESPI技术对外贴纤维混凝土加固承载的实验研究

采用电子散斑干涉技术,对外贴碳纤维加固混凝土梁的外贴材料位移的分布特征,进行了全场实时测量,通过实验获得的散斑干涉条纹图可以得到外贴材料与混凝土梁的粘结传力长度随粘结长度及初始载荷之间的关系;了解用于加固的碳纤维材料的应变分布特点和产生梁侧剥离破坏时的碳纤维表面位移(应变)的演化过程。实验还说明了电子散斑干涉技术不仅可用于位移的测量,而且也可用于结构安全监测和破坏预报。文中给出了对C20D、C25A和C60C侧贴碳纤维板加固在不同载荷作用直到构件破坏前的位移测试及对试件C60C轴线上的剪应力分析结果。     

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.     

双底板散斑复位全场分析

对于具有刚体运动的变形体,如何消去刚体位移得到全场等位移线,我们进行了双底板散斑复位的实验研究。叙述如下: 1. 双底板复位全场分析公式的推导:采用单光束散斑照相光路设f (x_1,x_2)为变形前物体在底片1上所成象的复振幅。f(x_1+d_1-x_2a,x_2+d_2+x_1a)表示同时具有刚     

双参考光全息—散斑干涉术的原理和实验

本文用统计光学方法对双参考光全息——散斑干涉术进行了详尽的理论分析,给出了全息和散斑干涉场区域平均光强分布与光学系统主要参数及三维变形场各分量之间关系的解析表达式,进而讨论了离面位移和面内位移测量的上、下限,最后还给出了有关的实验结果。     

多孔白光散斑方法应用于受压带孔圆筒的应变分析

用白光散斑方法进行了带圆孔和方孔圆筒应变集中系数分析.为了记录白光散斑和得到全场等值线采用了四孔记录装置.     

一种用于散斑图全场分析的傅里叶变换光路

散斑图进行全场分析时,通常的傅里叶变换光路是把散斑图置于变换透镜的前焦面上.本文认为,对不要求准确的傅里叶变换的散斑图全场分析,采用散斑图置于变换透镜后的光路具有更多的优越性.     

提高直接散斑法全场分析条纹图清晰度的技术途径

本文论述了试件表面处理、全息干板的选择及显影方法、全息干板与试件的固定方式、全场分析条纹图的拍摄技术等因素对于提高直接散斑法全场分析条纹图清晰度的影响,指出了提高直接散斑法全场分析条纹图清晰度的技术途径。介绍了采用本文提出的技术途径取得的实验结果,实验值与理论计算曲线符合良好。