冲击氩气光谱时间分辨测试技术

利用光学多道分析仪面阵CCD结构,采用光同步触发技术,建立了冲击波阵面时间分辨光谱测试系统,并实际测量了冲击氩气的时间分辨光谱,结果表明,在冲击到12000K温度时,氩气有带状辐射光谱,没有观察到线谱。同步技术和时间分辨设计是研究的重点。     

复合材料断裂力学参量的实验测定

本文采用三维云纹干涉仪同步测量含裂纹复合材料弯曲板的面内位移场及离面位移场，并对离面位移场云纹图进行计算机自动采集和处理，编制了云纹数字图像处理软件。文中推导了正交异性复合材料弯曲问题的离面位移场表达式，得到了弯曲板裂纹尖端位移w与应力场强度因子K1的关系式。通过实测位移，结合裂尖位移场推导出应力强度因子K1值。     

错位云纹干涉法同步测量三维位移导数场

本文提出一种变载波双曝光错位云纹干涉法,将变形信息的记录过程与错位分析分开进行。通过对一级衍射波引入适当载波后,用双曝光法将变形信息记录在一张底板上,尔后通过滤波分离变形信息及错位处理,实现了三维位移导数场的同步测量。文中给出了较为严密的理论推导,并给出了平面模型静态下的面内和离面位移场测量结果。     

一类混沌神经网络的观测器广义投影同步设计

研究了混沌神经网络的广义投影同步问题.基于改进的非线性状态观测器理论和极点配置技术,设计了一种新的广义投影同步方案.该方案可以实现不同混沌神经网络之间的广义投影同步.通过对细胞神经元系统和三阶Winner-Take-All竞争型混沌神经元系统的数值仿真试验,进一步验证了所提方案的有效性.该方案具有全局性,与混沌神经网络的初始条件无关,且可以灵活地调整同步误差的收敛速度.     

双面对称同步激光热应力切割数值模拟研究

以大厚度脆性陶瓷材料为例,提出一种新的基于热应力控制断裂的双面对称同步激光切割技术。利用热力耦合和裂纹扩展数值模拟技术,分别对单面和双面对称同步激光加工条件下陶瓷材料内部的温度场和应力场以及裂纹扩展过程进行对比分析。结果表明:在激光功率与光斑形状和尺寸相同的条件下,双面对称同步激光切割相同厚度材料对应的最大切割速度是单面激光切割最大速度的两倍以上;在激光扫描速度和光斑形状尺寸不变的条件下,双面对称同步激光切割相同厚度材料所需的最小功率远低于单面激光所需的最小功率;在相同激光工艺参数条件下,双面对称同步激光切割材料时,其切割剖面上的裂纹扩展速度快于单面激光,裂纹沿激光扫描方向上的稳定扩展距离更长,能切割更大厚度的陶瓷材料。     

使用单彩色相机的单相机三维数字图像相关方法

介绍了一种基于单个彩色相机的新型全靶面、单相机三维数字图像相关(3D-DIC)方法。借助于设计巧妙的颜色分光光路,被测物体表面图像可以通过两条不同的光路达到相机靶面,采集的标定靶和实验件表面的彩色图像可以分离得到蓝色和红色子图像。通过使用3D-DIC分析标定靶和实验件表面分离后的蓝色和红色子图像,可以获得物体表面的三维形貌和变形。形貌测量、面内和离面平移、以及静动态三维变形实验验证了该单彩色相机3D-DIC方法的有效性和测量精准度。由于可避免双相机同步,且能实现无分辨率损失的全靶面三维形貌和变形测量,本文方法在需要实现瞬态位移和变形测量的爆炸、冲击、振动等领域中具有广阔重要的应用前景。     

基于激光阵列的多通道微梁生化传感系统

针对单微悬臂梁生化检测系统中存在的温度漂移、溶液折射率变化等环境噪声影响和不能多目标检测等问题,设计制作了一种基于垂直腔面射型激光器阵列(VCSELs)的新型微悬臂梁阵列生化传感系统。利用双透镜组光路汇聚激光器阵列发出的激光束,依次照射到微悬臂梁阵列尖端进行精确定位扫描,实现了5根微悬臂梁变形信号的同步检测。该系统具有灵敏度高、一致性好、检测快速等优点。通过升降温动态实验测试,验证了该系统的稳定可靠性。上述结果为微悬臂梁阵列式生化传感技术的开展提供了一种新的方法和平台。     

自动网格法在轮胎橡胶力学行为测试中的应用

本文利用自动网格法光学测量技术的非接触、高精度以及可以获得全场变形信息等优点，建立了一套包含图像采集功能的载荷－变形同步测试,实验轮胎橡胶单向拉伸较大变形力学行为的测试。试验结果表明自动网格法适用于轮胎橡胶等软试件较大变形力学行为的测试，同时也验证了加和卸载过程中，胎面碳黑填充橡胶（以下简称胎面胶）具有明显的迟滞效应、Mullins效应以及残余变形；而纵横向平均应变的数据则有力的证明了在单向拉伸的较大变形范围内，胎面胶是可压缩的，且体积比随轴向拉伸应变增大而逐渐增大。     

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。     

INS/GPS组合导航系统的数据同步技术研究

指出在组合导航系统进行有效的信息融合之前，对来自不同导航传感器的数据进行同步化处理是非常重要的前提。对INS(惯性导航系统)和GPS构成的组合系统中的数据同步技术进行研究，提出了一种以GPS接收机输出的1PPS(每秒一个脉冲)作为参考时标，软硬件相结合的实时数据同步方法。实验结果表明：该方法能保证数据在融合点上准确同步。     

浅层水中爆炸冲击波对混凝土墩斜碰撞作用试验研究

通过含铝炸药JHL-3的实爆试验,得到混凝土墩在单个装药浅层水中爆炸、两个装药浅层水中对称及不对称设置同步起爆爆炸作用下、混凝土墩迎爆面上的冲击波压力响应数据;获得了迎爆面中心反射压力峰值计算模型;分析了两个装药浅层水中爆炸冲击波对混凝土墩绕射及透射作用效应。     

混沌网络的聚类同步方法

由于通讯技术和生物工程等科学的发展,许多的聚类同步现象陆续被发 现和研究. 然而,由于网络的复杂性,有关聚类同步的理论结果极少见报道. 从上述问题出发,对于大小为N=mn的网络, 通过构造带权重的相互作用,得 到了n个聚类的聚类同步,其中每个聚类的振子数目都等于m. 最后, 以耦合Lorenz系统为例,验证了以上结果的正确性.     

用逐点插入法生成Delaunay四面体自适应网格

介绍一种基于Delaunay算法的四面体自适应网格的自动划分方法。该方法用单元尺度场控制生成网格的疏密分布,在不满足尺度场要求的单元面形心处插入新节点,同时计算新节点单元尺寸参数,实现三维实体的Delaunay四面体自动划分。此方法具有几个特点:一是表面网格与体内网格同步划分,无需区分两者;二是结点与单元同时生成;三是生成网格自适应性好,疏密分布任意。另外,还介绍了三维网格划分中两个相关算法:一个是约束面恢复算法,该算法基于约束面不允许有单元边与之相交的性质而提出的;另一个是将二维射线法推广至三维空间,判断一个点是否在一多面体内,实现了凹多面体的划分。最后通过算例对单元质量进行了评价。本文所述方法是一种有效的四面体自适应单元生成算法。     

曲面成像法—散斑测量中的一种新方法

本文首次提出,在散斑技术中,采用曲像面代替平像面,以记录物体曲表面运动。作者推导了曲面的曲像面方程及曲面上点的位移与其像点位移之间的关系;证明了任何可展曲面的像面都是可展曲面,可用平底片贴合成形;并给出了平面、圆柱面、圆锥面等特殊可展曲面的像面几何形式。     

基于矢量分解原理的三轴加速度计同步冲击标定方法

如何沿空间三坐标轴方向激励能够被准确追溯和计量的三分量同步冲击载荷是三轴加速度计标定技术中的核心和关键。为实现对大量程(10²g～10⁴g)三轴加速度计的同步冲击标定,采用跌落台配合冲击放大器激励沿竖直方向的单轴冲击载荷,借助设置有倾斜面的砧座并基于矢量分解原理,将沿竖直方向激励的单轴冲击载荷分解到以特定姿态安装的三轴加速度计的各敏感轴上,以此实现了三分量冲击载荷的同步激励与三轴加速度计的同步冲击加载。采用高速相机结合MATLAB图像处理的方法,对冲击标定过程中三轴加速度计各敏感轴输入的加速度进行了计量。基于最小二乘原理与矩阵微分,对同步标定中三轴加速度计包含主灵敏度系数与轴间耦合灵敏度系数的灵敏度矩阵进行了求解。对单轴依次标定和同步标定后三轴加速度计的泛化测量精度进行了对比。研究结果表明：采用基于矢量分解原理的同步冲击载荷激励方法可实现对三轴加速度计各敏感轴的同步冲击加载;基于高速相机与MATLAB图像处理的测量方法作为一种绝对光学测量法应用于加速度计冲击标定中,对加速度的测量具有可行性和有效性;同步标定相对单轴依次标定可提升三轴加速度计的...     

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。     

岩石质量指标(RQD)的各向异性分析

各向异性是工程岩体的重要工程特性, 岩石质量指标RQD具明显的各向异性。本文运用结构面网络模拟技术, 通过结构面间距、倾角、相对夹角以及结构面组数的敏感性分析, 探讨了RQD的各向异性规律。结合实际工程应用, 提出正确引用RQD指标的建议。     

用于研究双波迎面相互作用的电控双驱动激波管实验技术

本文介绍了用于研究平面运动激波与头激波迎面相互作用的电控双驱动激波管技术。研究成功的用电容高压放电破膜(聚脂薄膜)技术,破膜时间可控制在100微秒左右,破膜重复性为±50微秒;提出了同时测量和记录管内前后两道运动激波的速度,以及两激波间时间间隔的方法;并以第二激波作为纹影照相的同步信弓,实现了±2微秒的同步精度,从而用单火花和双火花纹影系统获得了双波迎面相互作用的流场照片。     

空间薄膜阵面结构褶皱的实验研究

阵面薄膜上的褶皱会显著影响航天器性能,褶皱控制也是薄膜航天器研发的难点。本文采用白光扫描技术,测试了一个正方形薄膜阵面结构在纯剪切作用下的褶皱特性。测试结果显示,随着剪切力的增大,结构膜面褶皱数增加,褶皱幅度增大,膜面平整度降低。随着膜面预应力的增大,膜面上的褶皱数略有增大,褶皱幅度有所减小,膜面平整度有所提高。测试结果还显示,膜面上粘结缝的存在、以及粘结缝与剪切力间的方位关系对膜面褶皱有复杂的影响。论文所得结论对薄膜阵面结构设计研发具有参考价值。     

基于数字图像的分离式霍普金森压杆实验中试件应变及两端应力的同步测量法

本文提出一种基于高速摄像和数字图像相关方法(DIC)的分离式Hopkinson压杆(SHPB)测量技术,从而实现试件应变和两端应力的同步测量。即在与试件接触的输入输出杆两端制作散斑,通过高速摄像获取SHPB实验过程中的散斑变形图像,由DIC测得各时刻试件的应变、输入输出杆端的应变(可直接换算为试件两端的应力)。由于试件和杆端的应变都是从同一张高速摄影的图像上分析得到的,因此它们是同步的。应用该方法对钢纤维混凝土试件的SHPB试验进行了测量,测量结果与传统应变片测量结果吻合,验证了该方法的可行性。该技术不仅实现了SHPB实验中试件应变和应力的同步测量,还将有助于直接检验各材料在SHPB实验中试件两端的力在实验过程中是否平衡。