数字散斑相关法在变形测量中的应用

为了克服传统的变形测量方法的局限性,实现整体变形和测量范围内各点在任一时刻具体位移的全面测量,以得到完整的变形数据,本文采用数字相关散斑法(DSCM)对变形进行了精确测量。首先,通过与传统变形测量方法进行比较,归纳出DSCM具有非接触、精度高、操作简单灵活、测量全面等优点。然后,描述了散斑法的基本理论,建立了相关的数学模型,并根据相关理论开发了相应的测量分析软件XJTUDIC。利用该软件结合相应的硬件设备,对具体的拉伸变形过程进行了测量试验,并将结果与使用引伸计的传统测量方法进行了比较。得到的结果显示两种测量方法的误差在±0.2%之内,验证了该方法及相应软件和硬件的可靠性及可行性,为变形的全面精确测量提供了一种有效的工具。

基于数字散斑相关法的弯管残余应力测量系统

为了测量圆形管件在弯曲后产生的残余应力的情况,提出了一种新的基于数字散斑相关法(DSCM)的残余应力测量方法并且搭建了对应的测量系统。利用该系统对90°弯管外圆弯曲处的残余应力进行了测量。使用电测法作为参考,验证了基于数字散斑相关法的测量方法能够有效测定弯管内残余应力的值。实验结果表明,该方法在保证一定的测量精度的同时能够大幅度地提高测量效率,为进一步研究残余应力对弯管工艺的影响提供了基础。

数字散斑相关法在高聚物领域中的应用

高聚物广泛地应用于人类生产和生活等各个领域 ,其力学性能研究在材料、工程结构的优化设计中起着重要的作用。数字散斑相关法 (DSCM)是一种光测实验力学方法 ,该方法具有测量环境要求低、可直接测取位移和应变信息及细观结构、便于实现测量自动化等优点。

利用数字散斑相关法测定聚酰亚胺/SiO_2合成薄膜的力学性能

聚酰亚胺 /SiO2 合成薄膜是一种具有优良力热光电性能的薄膜材料,在MEMS工艺中具有广阔的应用前景,其力学性能测量的研究具有非常重要的意义。本文将数字散斑相关技术和微拉伸试验相结合,对厚度为 37μm的聚酰亚胺(polyimide) /二氧化硅(SiO2 )合成薄膜进行了力学性能测量,获得了比较满意的结果。文章给出了测得的弹性模量和泊松比。为了解决数字散斑相关法不能直接测量较大变形的缺陷,本文提出了多级相关算法,并利用亚像素搜索和双线性插值进行了数据处理。

刚体位移测量的数字散斑相关法的研究

结合计算机辅助测试CAT和虚拟仪器技术,阐述了数字散斑相关方法DSCM(DigitalSpeckleCorrelationMethod)测量刚体位移的理论与过程。同时针对求解三参数相关系数最大值点提出了一种"编程简单、时间节省、精度良好"的实用新算法,即"正方体爬山搜索法"。并利用仿真实验进行了成功验证,仿真实验效果非常理想,测量值与给定理论值相比很接近,计算速度也比较快。

数字散斑相关法仪器化的应用研究

本文简述数字散斑相关方法原理、仪器设备的构成,以三点弯曲简支梁试验作为测试对象,介绍由Basler数字CCD、1394卡、Nikon定焦镜及自行研制的相关软件一整套仪器测量面内位移的全过程,说明数字散斑相关法仪器及其应用。数字散斑测量仪器是一种自动化程度高、非接触测量、精度高、灵敏度好、实验环境要求低的仪器,在工程测试中将会有广泛的应用,也是未来光测力学发展的主要方向之一。

基于数字散斑相关法的蜂窝板拉伸力学性能测试

作为金属热防护系统的重要组成部分,金属蜂窝夹芯板的性能和结构可靠性关系到使用寿命。本研究采用数字散斑相关技术和时间序列散斑检测技术,对蜂窝夹芯板共面拉伸性能进行试验研究,测得共面拉伸弹性模量,与利用等刚度法计算得到的蜂窝夹芯板的等效弹性模量进行对比,结果吻合较好,验证了数字散斑相关技术的有效性和实用性。

数字散斑相关法应用于非接触应变的测量方法

探讨了一种基于数字图像处理技术的非接触式的应变测量方法,称为数字散斑相关法(DSCM),并用实验验证了方法的可靠性。DSCM有着全场、非接触、高精度、易操作的优点,因此在工程材料测试上有着广泛的应用潜力,从而为光测力学拓展了应用领域,为应变多样化测量展现了新的前景。

数字散斑相关法测量微小位移的模型与算法研究

采用数字散斑相关法测量微小位移时,物体表面被扫描区域内某一点附近的微小子集的运动通常看成具有刚体性质的运动。针对刚体平面运动位移的测量,提出了相应的模型与算法,然后通过实验数据和程序运算进行了验证。

基于数字散斑相关法的模型井架测试试验

针对现有井架应变电测法存在劳动强度大、低温环境适应性差、测量点有限等不足,提出了采用数字散斑相关法进行井架检测的思路。在介绍数字散斑相关法的基本原理和试验仪器的基本组成之后,对模型井架的测试试验情况进行了详细介绍。分析结果表明,位移测试结果与计算机模拟结果符合性良好,在修正模型后,位移和应力的模拟结果与测试结果基本一致。认为可以用数字散斑相关法对井架进行检测评价,而且采用该方法能有效发现井架载荷偏心和基础下沉等缺陷,但该方法在推广应用之前还需要做进一步研究和试验。

基于数字散斑相关法的气密环变形测试研究

气密环作为新型发射装置的组成部分,其承压性能对保证导弹正常发射具有重要意义。为测试气密环的承压性能,获取其在一定压力下的变形情况,搭建了1套气密环承压性能试验装置。在此基础上,分别采用拉线位移传感器和基于数字散斑相关法的XCDIC测试系统对气密环变形开展测试研究。结果表明:基于数字散斑相关法的XTDIC系统适用于气密环形变测试;相对于弹体静止工况,弹体运动对气密环变形影响较小; XTDIC系统获取的全场连续变形曲线能够为气密环结构优化设计提供数据支撑。

数字散斑相关法测定飞艇气囊材料弹性常数

本文首先介绍了飞艇气囊材料弹性常数测试与非接触式的应变测量方法--数字散斑相关方法的基本原理;并利用上述原理完成了某型飞艇气囊材料弹性常数测试;最后通过对试验结果的分析对比探讨了数字散斑相关方法在测定飞艇气囊材料弹性常数的适用性。

基于数字散斑相关法的固体折射率测量误差研究

针对散斑在固体折射率测量中的应用,文章对因固体折射产生的轴向位移引起的测量误差进行了研究。搭建了近场散斑光学测量系统,利用数字散斑相关法研究了在空气中散斑场随轴向位移的变化,然后分析了放入固体折射后产生的轴向位移引起的散斑场变化,并讨论了其对固体折射率测量的影响。最后以激光通过垂直光轴放置固体的散斑图代替激光直接通过空气的散斑图,改进了传统的数字散斑测量方法。实验证明,改进后的方法明显降低了轴向位移量对折射率测量结果的影响。

数字散斑相关法在SEM观测岩石变形时的应用

通过带扫描电镜的伺服实验机对岩石进行了原位拉伸观测实验,实时采集了岩石变形破坏过程中表面细观形貌的扫描电镜(SEM)照片.将亚像素插值和相关系数插值相结合,有效提升了数字散斑相关法的搜索效率和计算精度,并通过自行研发的数字散斑相关方法(DSCM)程序实现了岩石SEM图像中微小变形的分析计算.通过对比实验测定结果和软件计算结果,验证了算法的有效性.结果表明:岩石变形具有明显的非均匀性,在整体受拉的情况下局部出现受压区,其原因在于应力集中或损伤软化现象,且随着载荷的增加,损伤逐渐加剧并导致应变集中,从而诱发断裂.

数字散斑相关方法用于岩石结构破坏过程观测

介绍了数字散斑相关方法(DSCM)的基本原理及用 DSCM 进行岩石力学实验观测的观测系统,用此系统进行了一个岩石圆孔结构变形破坏过程的变形场观测,实验结果显示了此种岩石结构的复杂破坏过程。岩石结构的破坏经历损伤的积累及局部化过程,结构最终沿某一局部化带发生宏观破坏,但局部化带的演化在时间和空间上均不稳定,甚至存在跳跃与竞争现象。

数字散斑相关法和电子散斑干涉术相结合的三维变形测量方法

采用对离面位移敏感的单束激光照明散斑干涉光路,将数字散斑相关法和电子散斑干涉术结合起来测量物体的三维变形。在无参考光时采集一幅物体变形前的散斑图,加入参考光并实现散斑干涉,结合相移技术测量物体离面位移。去掉参考光再采集一幅物体变形后的散斑图。对物体变形前后的散斑图进行散斑相关运算,得到二维面内位移分量,实现三维变形测量。对三点弯曲梁进行了实验,结果表明,该方法可以测量变形场的三个位移分量,具有光路简单、易操作的优点。

基于数字散斑相关法的管材胀形轮廓方程的构建

在液压胀形中,为了解决管材流动应力关系构建中胀形参数求解难的现状,实现变形参数的在线、全场、非接触测量,提出了基于数字散斑相关法获取管材胀形参数方法。首先,描述了数字散斑相关法的基本原理及应用。然后,利用三维数字散斑动态应变测量分析系统和自行开发的管材自然胀形装置,分别对304不锈钢和H62黄铜管材进行了多组内压力的液压自然胀形试验,并在线获取了管材在各组内压下的变形参数,该系统变形测量精度为0.001 mm。最后,通过点云生成、三维重构、母线提取,获得各组内压力下的管材胀形轮廓方程。将所得结果与测量求解法结果的比较,相对误差均在10%之内,表明这两种求解方法具有较好的一致性,能满足管材胀形参数求解的要求。

基于数字散斑相关法的聚合物改性沥青混合料抗裂性能

为分析冻融循环对苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)和橡胶粉(CR)改性沥青混合料抗裂性能的影响,首先,分别对盐溶液冻融循环和水溶液冻融循环改性沥青混合料进行了半圆试件弯拉试验,同时采用数字散斑相关法(DSCT)对加载过程试件表面的散斑图像进行处理,提取试件表面随着载荷变化的位移场和应变场信息;然后,通过分析变形场信息确定沥青混合料的抗裂性能,并与断裂韧性试验结果进行对比。结果表明:水平应变较适合用于对沥青混合料的抗裂性能开展特性研究;由水平应变-时间曲线可知,冻融循环后SBS和CR改性沥青混合料的抗裂性能均有所劣化,且盐溶液冻融循环对沥青混合料抗裂性能的影响要大于水溶液冻融循环的;与SBS改性沥青混合料相比,CR改性沥青混合料的抗裂性能较好。所得结论表明DSCT的分析结果与断裂韧性试验的分析结果一致,采用DSCT评价沥青混合料的抗裂性能是可行的。

数字散斑相关法中的小波减噪分析

将数字散斑相关法 (DSCM)分析技术与小波减噪技术相结合 ,用于消除噪声信号对位移测试的影响和提高变形场的测量精度。叙述了散斑相关运算中的小波减噪原理 ,给出了散斑相关分析数据的小波减噪算法结构 ,列举了零位移、平动位移、三点弯曲等三组处理前后的实验数据 ,其结果验证了小波分析技术在 DSCM测试中的良好减噪效果。通过小波减噪技术处理 ,数字散斑相关方法的位移测试精度得到极大提高 ,可达 0 .0 1～ 0 .0 0 5像素。应用小波减噪技术的数字散斑相关测试技术将为材料或结构的高精度变形场测量提供一种重要的测试手段。

应用数字散斑相关法测量结构振动位移和频率

将数字散斑相关法应用于测量结构振动的位移和频率,对振动结构标记人为散斑或者利用结构本身较明显的天然散斑作为目标点,利用摄像机连续采集一系列数字图像,结合数字散斑相关法,对目标点散斑进行识别,计算其在图像中位置的变化以获得目标点位移,进而通过FFT变化得到频率。在振动台水平正弦激励某模型结构的实验中,通过与位移计测量结果的比较证明,所提出的方法是可行的,并且具有工程可接受的精度。通过试验详细探讨了散斑的选取对测量结果的影响。本文方法可方便的应用于桥梁、建筑、空间结构等土木工程结构的振动位移与频率的非接触、全景式多点同时监测。