基于数字图像相关的激光修复镍基合金疲劳损伤表征方法研究

开展激光修复镍基合金的疲劳试验，对研究修复材料疲劳性能及分析其失效行为具有重要意义。疲劳过程中，试件产生局部损伤，会导致材料力学性能恶化。如何建立光学变形场与疲劳损伤参数的定量关系实现对疲劳损伤的有效表征，是实验力学领域备受关注的问题。从激光修复镍基合金疲劳失效行为研究的需求出发，本文建立了基于单相机三维数字图像相关的疲劳光力学测试系统，并设计了包含“修复基体-修复边界-修复区”的组合型拉伸疲劳试件，在建立的测试系统下可同时测量和表征试件三种区域的全场变形。利用所建立的测试系统，实现了激光修复材料在拉-拉疲劳过程中的全场变形在线测量，得到了不同疲劳周次下的试件基体、修复边界和修复区的位移场与应变场；根据测量得到的应变场提出了疲劳中以试件历经不同循环周次后的残余应变为损伤参量的表征方法，并获得了修复镍基合金试件疲劳过程中残余应变场的演化规律。试验结果表明，在疲劳过程中，试件残余应变场内存在应变集中现象，应变集中幅值随疲劳周次的提高而增加，试件残余应变集中区域内的应变集中值远高于非应变集中区域，因此根据该结果可有效地预测疲劳裂纹萌生的时机与位置。     

高超声速流场激光测速技术研究进展

高超声速气流条件下飞行器内/外部流动中存在强湍流及脉动、边界层转捩、激波-边界层干扰和高温真实气体效应等耦合效应,表征该非定常流动现象对飞行器气动力、气动热以及目标光电特性等产生的影响是高超声速流动研究中的前沿课题.速度作为表征流动过程最重要的参数之一,准确的速度测量对于深入理解上述复杂流动-传输机理以及高超声速飞行器设计具有重要指导意义.文章针对高超声速流场速度测量中几种常用的非接触式激光测试技术进行了综述,主要包括基于空间法的粒子图像测速,基于激光吸收光谱、激光诱导荧光和瑞利散射的多普勒测速,基于飞行时间法的分子标记测速,以及基于流场折射率的聚焦激光差分干涉测速技术.首先简要介绍每种激光测速技术的基本原理,然后进一步介绍该技术在高超声速自由流、层/湍流边界层、激波/边界层干扰、尾流或其他复杂流动区域的速度及其脉动度测量等方面的典型应用,分析各种技术环境适用性及面临的局限性和挑战.最后对基于激光技术的高超声速流场速度测量进行了总结及发展趋势展望.     

基于多星同步检测的惯导误差实时测量方法

针对目前利用单星分时测量方法检测惯性导航装备姿态误差存在的疑义,提出利用多星同步检测定位定向技术实现惯导姿态误差实时测量。对测量方案进行初步设计,重点介绍大视场多星定位定向技术的基本原理和数学模型。并对星体静态检测、动态检测和星图识别等关键技术进行理论分析计算,为提高惯性导航装备姿态误差实时测量精度提供了一种可行的方法。误差分析计算结果表明,静态条件下位置精度小于100m,满足测量要求。     

国外力学研究中测量技术的一些动态

测量技术在基础理论研究和工程应用中是十分重要的一环。经验证明,要把理论分析同实验技术以及测量技术结合起来,才能更好推动各学科研究的发展。60年代以来,随着电子学、光学(特别是激光技术)的发展,在力学的实验研究中,测量技术有了不少提高。现在对国外一些测量技术的动态作一个简要的粗浅介绍,希望能作为有关方面进行深入调查研究的参考。文中介绍了一些电测法,但更偏重于光学技术方面。有关电子和无线电技术、显示记录设备、讯号和数据处理等,虽然也是力学测量技术中不可缺少的重要组成部分,但因时间关系没有来得及整理出来。     

激光测速数字相关信号处理器的研制

激光多普勒测速是当代流速测量技术中最具有实用价值和得到广泛应用的技术。多普勒信号处理器在整套测速系统中起着十分关键的作用。为赶超国际先进水平，本文作者独立研制开发出一种新型信号处理器。该处理器采用数字相关原理，对每个多普勒波群直接完成波群检测和自相关处理，得到其频率值。处理器与微机组成一体，各种参数的设置和控制全部采用软件。实测和应用表明，该信号处理器具有抗噪声能力强、功能完善、结构紧凑、成本低等优点，为实现智能化的信号处理和数据处理结合的激光测速系统创造了条件。     

运动生物力学发展现状及挑战

狭义的运动生物力学特指人体运动中的生物力学,主要解决竞技体育领域中如何提高运动成绩和减少运动损伤的问题.随着相关学科的融合和发展,当前运动生物力学的研究已扩展到与人类运动相关的生物学、医学、力学等学科领域.近年来,智能测试、大数据分析、人工智能等技术快速发展,对运动生物力学实验、仿真方法产生了重要的影响,在不断拓展和深化着该学科的研究内容和方向的同时,也对运动生物力学发展提出了新的挑战.本文综述了近年来运动生物力学领域的研究现状,并指出了相关研究方向的关键问题及发展趋势:在理论建模和模拟仿真计算方面,肌肉本构理论及肌肉力计算准确性是重点和难点;实验测试的新技术在竞技体育运动项目中的应用研究中扮演重要角色,其中基于深度学习的人体关键点检测算法在解决竞技体育的非接触测量方面有突破性进展;对于骨、韧带、软骨、肌肉等组织的宏观损伤机制认识不断清晰,但对于其早期损伤预测以及跨尺度损伤发生机制的研究仍有待深入;智能可穿戴装备、人工智能等新技术开始应用于运动生物力学研究及实践,成为目前运动生物力学领域最具活力的研究方向之一.本文的综述表明当前运动生物力学研究越来越向智能化、个体化、定量化发展,并正在...     

有限单元法在超声导波检测技术中的应用

超声导波检测技术具有对波导结构中的缺陷进行远距离无损检测的能力,多年来一直是无损检测领域关注的热点之一.有限单元法具有对各种复杂动力学问题进行计算的能力,已成为超声导波检测技术研究的重要工具.本文结合超声导波检测技术研究领域中的热点问题,对相关的有限单元法进行了简要综述.介绍了有限单元法的发展及其在多物理场耦合机制下导波的激励与接收、线弹性和黏弹性结构中导波的传播特性、非线性超声导波等多个方面的应用研究情况. 最后,基于超声导波检测技术研究趋势展望了相关有限单元法的未来研究重点和发展方向.      

雷诺数对湍流特性的影响

主要对近年来关于雷诺数（Ｒｅ）对湍流特性的影响的研究进行了回顾．研究表明除径向偏斜系数和平坦系数分布外,确实存在一个不受Ｒｅ数影响的区域,但对于不同的物理量这一区域的范围是不同的,即使是同一物理量不同研究者的结果亦不尽相同,显示了近壁区流动的复杂性和测量的困难,激光测速技术（ＬＤＶ）由于其具有测量精度高、不干扰流场、空间分辨率细等优点,近年来广泛地应用于对湍流,特别是对湍流近壁区流动特性及Ｒｅ数对湍流统计特性影响等的精细测量,随着ＬＤＶ自身及其它相关测试技术的进一步改进,ＬＤＶ在了解湍流产生机理、能量转换等方面发挥着越来越重要的作用．     

全息干涉在光弹性中的应用

一、引言 自从60年代激光器问世以来,为科学技术及工业部门提供了优良的光源,激光技术很快地得到了广泛的应用。激光光源的重要特点在于:高单色性,高方向性和高强度;同时能从激光光源直接获得偏振光。这些性质,都正是光弹性技术所需要的。1966年,Taylor,Swinson 等人就把激光器用作光弹性仪的光源,并用于动荷及散光光测技术。 由于以上的特点,激光光源有较好的相干性,使全息摄影技术得到了迅速的发展。近年来,在光弹性中也引用了全息干涉法。古典光弹性在过去半个世纪中是很重要的试验应力分析的方法之一。通过测量在平面模型内传播的两个正交偏振光的相对减速,可以     

基于最优奇偶向量检测的周跳检测

正确地检测和修复周跳是载波相位测量数据处理中的重要问题，中将周跳作为GPS卫星信号故障的一种特殊形式，把周跳检测问题转化为GPS载波相位测量的故障检测问题。这里采用鲁棒性好的最优奇偶向量方法检测周跳并进行修复。通过仿真结果验汪了该方法即使在动态情况下也可以有效地检测并修复小周跳。     

SMA智能混凝土材料裂缝修复机理及试验研究

混凝土结构的裂缝产生与扩张一直是土木工程领域亟待解决的难点问题之一。本文将形状记忆合金（SMA）材料植入混凝土材料中,构成一种基于SMA驱动的智能混凝土材料。由于形状记忆合金具有伪弹性,在混凝土产生裂缝的同时SMA将会产生回复力,阻碍裂缝的产生和扩展,根据SMA的形状记忆效应,在材料产生裂缝后对材料进行加热,其回复力将会起到修复裂缝的作用。文章分别对SMA智能混凝土材料的裂缝修复机理和裂缝修复试验进行研究,讨论了不同尺寸试件的裂缝修复过程和裂缝修复程度。本文研究可为形状记忆合金智能混凝土材料的进一步优化设计和工程应用提供理论指导。     

SMA智能混凝土材料裂缝修复机理及试验研究

混凝土结构的裂缝产生与扩张一直是土木工程领域亟待解决的难点问题之一。本文将形状记忆合金（SMA）材料植入混凝土材料中,构成一种基于SMA驱动的智能混凝土材料。由于形状记忆合金具有伪弹性,在混凝土产生裂缝的同时SMA将会产生回复力,阻碍裂缝的产生和扩展,根据SMA的形状记忆效应,在材料产生裂缝后对材料进行加热,其回复力将会起到修复裂缝的作用。文章分别对SMA智能混凝土材料的裂缝修复机理和裂缝修复试验进行研究,讨论了不同尺寸试件的裂缝修复过程和裂缝修复程度。本文研究可为形状记忆合金智能混凝土材料的进一步优化设计和工程应用提供理论指导。     

实验力学最新进展——————2008国际实验力学会议概况

介绍了2008国际实验力学会议的基本情况.大会报告内容涉及数字图像相关测量、激光干涉测量、光栅应变传感技术、非制冷型红外探测技术等当今实验力学的热点研究领域,以及其它科学领域的发展对实验力学带来的挑战和机遇,尤其是微纳米和多尺度力学问题的研究给实验力学提出的诸多具有挑战性的研究课题.分会场邀请报告和交流论文也充分展示了实验力学各个研究领域的最新研究成果和发展动向.      

激光诱导应力波测量薄膜界面强度研究进展

薄膜界面强度是影响多层薄膜装置性能的重要参数.激光诱导应力波技术是在可控制和非接触条件下定量测量薄膜界面强度最有效的技术之一.在采用高强度应力波短脉冲加载实现界面层裂的同时,通过光学测量薄膜自由面瞬态位移,并利用应力波理论计算得到临界界面强度.通过精确控制试样几何形状及尺寸,包括拉伸、剪切和复合型在内的各种界面加载模式都可以实现.本文对激光诱导应力波测量薄膜界面强度研究进展进行了综述,并特别强调了不同加载模式的实现方法,高强度超薄薄膜的界面测量技术,以及如何通过辨别薄膜自由面瞬态位移光学干涉信号中的某些特殊性征来实时判断和测量界面的层裂.     

激光诱导应力波测量薄膜界面强度研究进展

薄膜界面强度是影响多层薄膜装置性能的重要参数。激光诱导应力波技术是在可控制和非接触条件下定量测量薄膜界面强度最有效的技术之一。在采用高强度应力波短脉冲加载实现界面层裂的同时，通过光学测量薄膜自由面瞬态位移，并利用应力波理论计算得到临界界面强度。通过精确控制试样几何形状及尺寸，包括拉伸、剪切和复合型在内的各种界面加载模式都可以实现。本文对激光诱导应力波测量薄膜界面强度研究进展进行了综述，并特别强调了不同加载模式的实现方法，高强度超薄薄膜的界面测量技术，以及如何通过辨别薄膜自由面瞬态位移光学干涉信号中的某些特殊性征来实时判断和测量界面的层裂。     

基于光学原理的二维/三维温度场测量技术

基于光学原理的二维/三维温度场测量是利用介质的折射率变化、辐射信息和光谱信息,通过分析物体的透射特性、热辐射或粒子特性来推断其温度。传统的接触式温度测量方法存在诸多限制,而光学测温技术通过非接触式测量提供了一种可行的解决方案。现有的研究表明,光学测温技术已经取得了显著的进展。干涉法测温、辐射测温和激光光谱诊断测温等方法被广泛应用于各个领域。这些方法在测温精度、测量范围、时间响应性、设备尺寸和便携性等方面不断改进。在三维温度场测量方面,研究者们通过改进和优化测量技术与设备,对实现复杂热传导、燃烧过程和材料性能等的全面了解和优化提供了重要的实验手段。同时,光学测温技术在工业生产、医疗诊断等领域得到了广泛应用,为实现更高效、准确、智能的温度测量和监测提供了新的发展机遇。     

应力波的激光产生和检测

应力波的激光产生和检测，是一个受到各领域专家关注的、在无损检测和应用力学等方面有着极大应用潜力和研究兴趣的新兴领域。针对其力学方面、实验技术和应用前景等，本文对有关原理、方法、技术和实用进行了简要的归纳与总结。     

涉海装备用机械密封技术研究现状及发展趋势研究

随着海洋资源的不断开发和探索,机械密封技术已成为保证涉海装备正常运行和海洋开发可靠进行的必备关键要素之一. 本文作者从摩擦学和动力学等角度综述了涉海装备用机械密封技术的研究现状,重点从密封界面效应、多场耦合、动力学特性和密封面表面织构等几方面展开具体分析与讨论,对机械密封相关技术进一步的研究方向和发展趋势进行了总结和探索,指出了涉海装备用机械密封技术的发展方向及趋势,为今后涉海装备用机械密封的设计开发及应用提供了基础,对提高涉海装备用机械密封性能及装置运行安全性、稳定性和可靠性具有重要意义.      

脉冲激光技术在温密物质和动高压物理实验研究中的应用

综述了脉冲激光技术在温密物质和冲击波实验研究中应用的方法和意义,对建立温密物质状态和测量温密物质参数的各种方法进行比较。综述了国内外利用脉冲激光技术开展动高压物理实验研究的进展,介绍了测量超短脉冲激光引起的冲击波传播时间的新方法     

低碳钢试件弹塑性边界的白光相关检测

金属试件的弹塑性边界检测对判断该试件是否失效有着重要意义,因此一直是研究人员较感兴趣的研究课题。利用激光和白光作为照明光源的方法都曾被提出以检测金属试件的弹塑性边界以及塑性变形。为避免激光测量的诸多缺点,本文提出一种用白光作为照明光源并结合数字图像处理来检测低碳钢试件弹塑性边界的方法。该方法将数字图像相关和低碳钢试件表面弹塑性变形前后对照明光强的反射特性结合起来以判断试件是否进入塑性屈服。文中通过对加载过程中低碳钢试件表面序列图像的处理,准确地判断了该试件是否进入塑性屈服,验证了该方法的可行性。