法向压力影响电阻应变片测量结果的机制研究

电阻应变片因具有可靠性高、测量成本低的特点而被广泛应用于工程装备变形测量领域。传统的测量场景中,应变片粘贴于构件自由表面,仅传递切向变形而不承受法向压力,现有应变片测量理论均基于此种情况推导建立。在一些特殊的测量场景中,如深海装备的应变测量,或者基于嵌入式应变片(如将应变片与复合材料一体化成型后嵌入构件内部)的应变测量等情况,应变片同时承受切向变形和法向压力作用,法向压力会导致应变片测量结果与常规场景不同。为此,需要研究法向压力对应变片测量的影响规律,厘清其影响机制,以保障这些特殊情况下测量结果的有效性。本文实验研究了不同加载历程法向压力对应变片测量结果的影响,并结合力学仿真方法分析了影响的机制。实验结果和分析表明:法向压力对应变片测量结果存在明显的影响;对于当代制备工艺生产的应变片,其影响是被测物构件的泊松效应和力学边界条件综合作用的结果,即应变片测得的结果是该点在泊松效应和力学边界条件综合作用下的真实应变。

CCD/CMOS彩色数字相机颜色串扰效应研究

彩色数字相机的图像通道分离原理在单相机三维变形测量以及温度、变形同步测量等实验力学领域中有重要应用。在进行R、G、B通道分离时,颜色串扰效应会显著影响测量的精度。采用3CCD/CMOS彩色相机和拜尔彩色相机进行滤光拍摄对比实验,发现拜尔彩色相机中存在较为严重的颜色串扰效应,而3CCD/CMOS彩色相机基本无此效应。基于两种彩色数字相机的成像原理与特点,结合其光谱响应特性,进行了成像模拟和色彩还原插值模拟。研究结果表明,相机的光谱响应特性是颜色串扰效应产生的关键因素,而后处理色彩插值过程对其影响较小。上述研究结果可为基于图像通道分离的高精度测量设备研制提出改进方向和建议。

基于投影CCD云纹的大视场高分辨形貌测量方法

基于投影三角法的光学形貌测量系统存在测量分辨率和观测视场的矛盾,限制了其在大视场高分辨形貌测量中的应用。针对这一问题,本文将CCD云纹引入投影形貌测量中,即将CCD靶面的周期性结构作为参考栅,将投射到试件表面的超密栅线“放大”为粗条纹后采集并解析,基于此发展了适用于大视场高分辨形貌测量的投影CCD云纹方法。用标准平板测量实验对投影CCD云纹法与传统投影云纹法的测量效果进行了比较,结果表明投影CCD云纹法测量分辨率与投影云纹法相当,但实验布置更为简单。用标准平板和球形物体形貌测量实验对比了投影CCD云纹法和投影栅线法的测量效果,结果表明,在测量分辨率相近的情况下,投影CCD云纹法具有更大的观测视场。相对于投影栅线法,投影CCD云纹法无需增加或改动实验硬件,即可大大提高密栅线的分辨能力,因此可实现大视场高分辨形貌测量。