断裂测试系列讲座 第二讲 云纹法及其在断裂力学中的应用

1.云纹法(Moire Method) 由粘牢于试件(模型或构件)表面并可随其一起变形的栅片和栅板重迭(图1),栅线间因几何干涉而产生条纹(图2),这种干涉条纹称为云纹。云纹法就是根据这类云纹测定和分析试件的位移场或应变场的实验应力分析方法。     

显微连接二阶云纹及其级数判定、边界应变的测定

本文提出的显微连接二阶云纹中心线的方法,可使错位微分法测定应变场的准确度显著提高,并可判定一般情况下二阶云纹的绝对级数,得出的曲杆试件实验数据表明分散性小,与理论解符合得很好。文中推导了二阶云纹与试件确定点间的应变关系,从而提出了可利用云纹图的重叠区,以测定错开区(不呈现二阶云纹,通常为试件的边界区)应变分布的错位调换法,还论述了在有限错位的情况下确定应变分布时,试件上与二阶云纹的较佳对应点问题。     

等差错角云纹法

本文提出的等差错角云纹法适用于测定任意不均匀应变场各点的应变状态.在测定弹性或不大的塑性应变时,只需用一块与试件栅等节的分析栅而仍有较好的量测灵敏度.文中推导了完全应变解的准确式与简化式,前者对大应变和小应变都适用;还提出了应在灵敏区测量应变及据此确定各变量区间的方法;设计了等差错角定位用的简便实验装置;进行了应力集中实验,实验结果与理论解有较好的符合.     

离面客观散斑法

本文提出了一种可同时获得面内位移和离面位移一阶导数的方法——离面客观散斑法,该法具有功能多、装置简单、无需隔振、对刚体位移不敏感等特点。文中论述了此法的基本原理,应用傅里叶光学理论和空间散斑的运动规律推导了计算公式,研制的表面处理技术操作简便,增强条纹反差效果十分明显,实验值与计算结果符合较好。     

刚体运动对云纹干涉法的影响

本文详细讨论了试件在空间六个自由度中产生刚体运动时所形成的云纹图特性，定量地分析了各种刚体运动形式对云纹干涉法的影响。经分析表明：在用云纹干涉法测量变形位移场时，只有当试件绕坐标轴刚体转动时才会影响所测变形位移场。