双曝光全息干涉法用于风洞中激波流场的研究

本文论述了双曝光全息干涉法在激波流场研究中的应用．对于形状不规则模型在超音速风洞中产生的激波流场，由于对这种流场进行数值计算几乎不可能，从实验上对其进行定量测量就显得尤为重要．本文很好地解决了某种不规则模型超音速激波流场的定量测量问题，获得了激波流场的有限条纹全息干涉图，并利用图象处理技术对干涉图进行了细化处理，再用人机交互的方式采集数据计算出条纹的位移量，最后用拉普拉斯变换法计算出流场的密度分布值．

爆轰波通过扩张喷管的双曝光全息实验和数值研究

结合实验和数值模拟方法,对以脉冲爆轰发动机为背景的爆轰波通过扩张喷管的流动进行了系列研究。实验采用双曝光全息干涉方法对爆轰波绕射流场进行测量,得到了比传统的纹影法更清晰和可定量化的照片。发展了基于非结构四边形网格自适应有限体积程序,结合基元化学反应模型对扩张喷管中爆轰化学反应流场进行了数值模拟,模拟结果与实验照片吻合较好。实验和数值模拟结果表明,爆轰波绕射具有许多和激波绕射不同的流场特征,其中包括二次起爆现象、化学反应面与前导激波相脱离而引起的复杂流场等,同时初始压力和扩张角度变化也对爆轰波绕射过程产生较大影响,初始压力越低,化学反应区和前导激波分离现象越明显,且前导激波的曲率越大。

双镜分波前单光束双曝光全息的理论分析

本文研究双镜分波前单光束双曝光全息的理论，设计的光学系统用二个平面反射镜从单一的扩展激光束提取二束参考光和一束物光，藉此记录物体恒位移下的双曝光干涉图。这种干涉图含有位移的大小和方向的双重信息。作者导出了全息干涉图的光强分布表达式及其对应的位移计算公式，并从理论上分析了有关物体位移方向的信息问题。最后简要论述了测量物体位移方向的具体方法。

双曝光全息术用于水平圆管温度场的重建

双曝光全息术因可输出直观反映波面畸变的无限宽条纹而广泛应用于温度场的可视化。为了获取水平圆管周围的温度场,采用双曝光全息术记录了直径25mm、长350mm自然对流水平圆管壁温从72℃降至22℃的简单干涉条纹。采用条纹中心法提取不同周向角的条纹位移量,通过干涉图中R分量的峰、谷极值点来识别明、暗条纹中心,确定级数分布,最后反演温度场。壁面反演温度值与热电偶测量值的最大相对误差为0.059。结果表明,双曝光全息术获取的数据真实可靠。该项研究对简单快速反演温度场是有帮助的。

单轴受压岩石破裂过程的双曝光全息干涉法实验研究

应用双曝光全息干涉法测定了单轴受压岩石变形断裂全过程的全自干涉条纹图，探讨了不同变形阶段岩石的干涉条纹变化特征，为岩石变形断裂问题的深入研究提供了一条有效的新途径。

双曝光全息法测量摩擦焊接头残余应力引起的法向变形

分分析了测量摩擦焊接头表面法向变形的原理。在光路满足一定的条件下 ,双曝光全息图所再现出的干涉条纹反映了待测件表面法向变形的大小。试验中 ,以调Q红宝石激光器为光源 ,拍摄了摩擦焊接头的双曝光全息图。本文将其全息干涉条纹通过CCD图象采集系统数字化地采集数据 ,通过微机对图象数据进行处理 ,得到了待测件表面法向变形的大小。

单轴受压岩石破裂过程的双曝光全息干涉法实验研究

应用双曝光全息干涉法测定了单轴受压岩石变形断裂全过程的全息干涉条纹图 ,探讨了不同变形阶段岩石的干涉条纹变化特征 。

处理双曝光数字全息的一种新方法

在分析传统双曝光全息术和常用数字全息干涉术不足的基础上,利用数字全息术在全息记录与数字处理方面的灵活性,提出了一种处理双曝光数字全息记录结果的新方法——差值数字全息法。该方法首先将记录物体变形前后物光波与参考光波干涉场的2个数字全息相减,形成差值数字全息;然后对差值数字全息直接进行模拟衍射再现,就可以得到物体变形前后2个物光波的高质量干涉条纹。与通常的双曝光数字全息干涉技术及叠加数字全息法相比较,差值数字全息法的优点在于,既不需要事先专门消除数字全息中的零级强度项,只需要一次再现过程,并且所得干涉条纹的质量较高。在给出处理双曝光数字全息干涉技术记录结果的叠加数字全息法和差值数字全息法原理之后,通过实验及对实验结果的对比证明了差值数字全息法的可行性与优越性。

射流密度场激光双曝光全息干涉图像的后处理

由于闭口式风洞不能有效模拟在大气飞行的引信电机周围的流场,自行设计并建造了超音速射流吹风装置。采用激光双曝光全息干涉技术深入研究超音速射流吹风装置的流场结构并配合引信发电机外部流场的密度定量测量。在拍摄到了比较清晰的密度干涉条纹照片后,还要从图像的条纹中辨识出密度场等值线,才能利用干涉原理计算出当地条纹的密度。对图片条纹进行了辨识处理,并考虑到由于图像曝光程度的不同导致的图像左右部分亮度区别,设计了多重阈值的图像二值化处理算法。经检验,该图像的二值化处理结果与肉眼直接观察得到的条纹有良好的一致性和保真性。在随后处理过程中采用了一种按行的曲线像素搜索算法来细化二值化的干涉条纹,为以后从密度干涉条纹中提取射流密度场的程序化后处理工作打下了基础。若要完全实现密度场的自动提取,还有大量的后续工作有待开展。

双曝光数字全息三维变形测试

全息三维变形测试在军事、工业测试中有重要意义,而传统的全息术由于记录、显影、定影、再现、复位等条件使其应用受到限制。文中应用CCD实现了数字全息,不仅避免了传统全息显影、定影等过程,也避免了全息材料非线性记录等缺点,并基于双曝光全息干涉术和四步相移法原理,实现了数字相移,取代了传统的应用压电位移器等机械相移法,实现了物体的三维变形测试。由物体变形的二维等高线图和三维立体图,可判读物体变形的大小、变形的方向和变形的形状。大量的实验表明,该方法不仅简化了全息干涉测试的光学装置,而且具有操作简单,测试精度高,其精度容易达到1/10波长。

可分离双参考光两次曝光全息法测机械变形方向

提出用可分离双参考光两次曝光全息测量物体变形方向的方法,设计的光络系统用两个平面反射镜将一束扩展激光束分成两束参考光和一束物光,藉此记录物体变形下的可分离双参考光两次曝光全息干涉图。这种干涉图含有物体变形的数值和方向的两种信息,从理论上对此作了分析,叙述了测量物体变形方向的方法,给出了试验结果。

利用全息双曝光法和有限元分析对铝板裂纹尖端塑性流动状况的研究

本文利用全息双曝光法,连续观察和分析了在拉伸载荷作用下LF21铝板试件裂纹尖端塑性区的产生和扩展过程,并按表面塑性区的形状划分了三个不同阶段,同时利用有限元程序对此进行了计算,并将两者的结果进行了对比分析。

用全息干涉法测量杨氏模量

通过对悬臂梁受力前后双曝光全息图进行再现,测量出干涉条纹序数与相对应的位置坐标,再利用最小二乘法求杨氏模量.

激光全息军用关键部件三维变形及应力测试

三维形变和三维应力测量一直是结构工程领域的重要研究课题。本文基于数字全息原理,设计了数字全息记录测试装置,实现了三维物体变形的测量;基于四个干涉图法和Matlab软件编程,提出并实现了数字相移,省去了压电位移器、位相控制器等硬件,简化了装置;基于数字全息测得的变形量与有限元理论,利用Ansys软件编程,获得变形物体的三维应力的大小及分布,从而实现了数字全息三维应力测试。大量实验表明,此方法实验装置简单、测量精度高,变形测量可容易达到1/10波长,应力测量精度可达到1.535×105Pa。

基于数字全息的三维面形测试

三维面形测量一直是质量检测和逆向工程等领域的重要研究课题。基于双曝光数字全息干涉术的原理,设计了数字全息记录测试装置,实现了三维面形的非接触测量;基于双光源法,在物光路采用垂直光轴方向移动透镜的方法,代替了直接倾斜反射镜改变照明光束倾角的方法,实现了对物体面形的不同灵敏度测量。基于相移干涉术的原理,实现了四步数字相移法,省去了压电位移器、位相控制器等硬件,简化了装置,从而实现了数字全息三维面形测试。实验表明,该方法操作简单,测量精度高,并且简化了测试光学系统,其在照明光束角度改变量Δβ=0.0382°时的精度可以达到2μm。

超声速射流装置的流场特性研究

超声速射流装置能很好地模拟榴弹引信发电机飞行时大气环境的工况,已成为地面考核和验收必不可少的设备。本文结合双曝光全息干涉技术和数值模拟方法,对超声速射流装置有无模型的流场进行了研究,将实验干涉图与数值模拟结果进行了比较,从而辨识出实验干涉图中的条纹级数并计算了条纹位移量,由此得出实验干涉图的密度场,经适当的修正就可应用到实物飞行中,解决了过去引信电机选取当地参考密度难的问题。另外由实验结果也验证了数值模拟结果的可靠性。

新型纯剪加载装置的设计及验证

为了从实验上验证当前界面裂纹扩展的有关理论,本文详细给出了一种用于全息光弹实验的新形纯剪加载装置的设计与验证,本装置构思独特,使用方便,可与国内常用的加载实验架配套使用,对不同大小、不同材料的试件都可进行实验,并能满足全息干涉测量的要求,本文还给出了用全息干涉对其进行全场分析的方法。

Experimental investigation of hypersonic flow induced separation over double wedges

流动分离在偏斜的控制表面在极超音速的再废车辆上并且在入口产生的压缩角落上发生走开喷气引擎。象双楔和两倍锥模型一样的配置为学习分开的流动特征是有用的。在凹面角落附近的流动地是相对复杂的并且生产几古典粘滞取决于第一和第二楔或锥一半的联合的流动特征顶角度。特别地典型的现象主要是吃惊 / 边界层，吃惊 / 吃惊相互作用，不稳定砍层和非线性的吃惊摆动。尽管大多数这些基本煤气的动力学特征是众所周知的，什么以高热含量条件发生，不是清楚的。这篇论文在 4.8 MJ/kg 的停滞热含量在双楔上报导流动领域的结果。实验在 6.99 的一个名字的马赫数字在一条免费活塞吃惊隧道被执行。Schlieren 和两倍暴露 holographic interferometry 被使用在双楔上设想流动地。