剪切散斑:一种光学测量技术及其应用

本文综述了剪切散斑测量技术及其成功的应用领域。剪切散斑技术是一种基于激光的全场、非接触表面变形(位移或应变)测量技术,它无需特殊的隔震装置,克服了因参考光束给全息干涉技术所带来的诸多限制。因此,它是用于现场测量的一个有效工具。剪切散斑测量技术已经得到了工业界的普遍认同,尤其是在工业无损检测方面更显示出了它的极大优势,它可以通过识别被诱发的异常变形来显示物体的内部缺陷。剪切散斑的应用还包括应变测量、材料特性表征、残余应力评估、泄漏探测、振动分析和三维形貌测量等。     

干涉条纹图中散斑噪声之滤除

散斑在光学干涉计量中被用作信息载体，但同时它也是严重的噪声。介绍了一种简单有效的滤除散斑噪声的方法，即在加窗富里叶变换域内进行掩模和阈值处理。同富里叶变换和正交小波变换相比，加窗富里叶变换有如下两方面的优点：加窗富里叶基和条纹的高度相似性使得信号与噪声容易分离，而加窗富里叶变换的冗余性则可削弱掩模和阈值处理对信号谱的破坏。此方法的有效性由数值模拟和实验的例子证实。此方法亦可滤除强度型条纹或位相型条纹中其它类型的噪声，如加型噪声。     

撞击载荷下数字电子散斑离面位移的测试研究1）

采用瞬态光学图像采集技术，实现了动态数字散斑干涉（ＤＳＰＩ）．以周边固支圆板受法向撞击集中载荷为例，对其离面位移场进行了测试．实验值与动有限元计算结果比较，两者是比较接近的     

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。     

应用微相关技术研究裂端弹塑性变形

测量裂端附近区域的弹塑性变形,对于研究材料的损伤或微裂纹的产生,获得材料早期的损伤信息,为预防宏观裂纹的产生及扩展具有十分重要的意义.本文用A3钢材料制作边缘带裂纹的显微拉伸试件,试件表面进行了金相处理.试件是用由计算机控制的显微拉伸台进行加载试验.在加载过程中,利用环境扫描电镜对裂端附近的显微结构进行原位观察以及扫描记录.应用数字散斑相关技术对扫描电子显微镜记录的显微结构图进行分析处理,求出裂端附近的弹塑性变形.借助扫描电子显微镜,不仅可以定性观察应力集中区微裂纹的萌生及扩展过程,还可以结合数字散斑相关技术,对微区内的弹塑性变形进行测试,是研究微区域内材料变形的一个有效手段.     

利用宽带音频扫描加载实现复合材料结构质量检测的数字散斑错位术研究

本文系统地分析了数字散斑错位术相关条纹的形成机理，并结合此项技术提出一种新的加载方式——宽带音频扫描加载，同时从理论上剖析了该加载方式的可行性，从而构造出一种新的无损测试系统．采用该检测系统对带有预制不同形状和尺寸缺陷的复合材料模型进行检测验证，发现该技术使用方便，检测时不受环境的影响，可以实现现场在线原位实时检测，并能够得到非常真实的检测结果，从而可以实现更为精确的定量计算．     

Backlund变换理论发展简述及其新方法

本文首先简要介绍Bcklund变换理论的发展过程,然后介绍一种寻找微分方程Bcklund变换的新方法——wahlquist-Estabrook过程。该方法是目前处理微分方程Bcklund问题的最有效方法.尽管该方法在理论上可应用于任意维数的偏微分方程组,但是实际上它所能处理的主要是二维问题。例如,在应用该方法处理完整Navicr-Stokcs方程(四维问题)时,所得到的是无意义结果.但是,在应用该方法处理定常二维Navicr-Stokcs方程时,确实可以得到正常的Bcklund映射,以及Bcklund变换.     

图像相关位移测量中的预定位搜索法

本文研究了散斑图像中所包合的位移信息后，发现一般情况下，表征被测物体表面变形的位移只有几个像素，而刚体位移却比变形位移大的多、尤其是小视场时刚体位移可达几十个像素．于是，提出了一种直接越过刚体位移的预定位搜索方法，这一方法基本上克服了刚体位移，使相关搜索速度大为提高并通过实验证明了方法的有效性．     

不变变分问题 (此文献给F.Klein,为博士研究50周年纪念日作)

研究Lie意义下的允许连续群的变分问题.基于形式变分学方法与Lie群理论方法的联系,得到以下两个定理.定理1:如果积分I=∫…∫f(x,u,au/ax2,…)dx相对某有限连续群Dρ是不变的,则Lagrange表示ψ的ρ个线性独立组合将变为散度;反之,由后一条件得到积分,相对某群Dρ的不变性.对无限多个参数的极限情形,定理也对.定理2:如果积分,相对无限连续群D∞ρ是不变的,在此群中会出现直至σ阶导数的导数,那幺Lagrange表示ψ及其至σ阶导数之间有ρ个恒等关系成立;这里反述也对.定理1在ψ=0时给出ρ个第积分.定理2表明,Lagrange方程总数中的ρ个方程是其余方程的结果.     

中国近代光测力学的进展和前景

实验力学是一门应用性很强的分支学科,是各学科发展必不可少的基础和手段,又是受到各学科发展以及整个国家工业和技术水平影响的学科.它包括理论研究、技术发展、仪器研制和应用各个方面.近年来中国实验力学有了较快的发展,现代光测力学是其中的一部分.近代光测力学是在原来光测弹性力学和云纹的基础上,由于激光问世而蓬勃发展起来的新原理和新技术,包括全息干涉、散斑干涉、焦散线法和云纹干涉法等等.同时,基于近年来图像处理方面的飞速发展和微机的普及,使近代光测力学的各方面,都向前跨了一大步.