显微像面全息散斑照相分离术及其应用

提出了用显微像面全息斑照相分离术测量裂纹尖端三维位移场的新技术。该方法用两张全息干板分析放置于两个分离的像面上同时记录像面全息和散斑图。     

用像面全息散斑干涉法测裂纹尖端三维位移场

提出了显微像面全息和散斑干涉分离术测试三维位移的新方法,并应用该技术对裂纹尖端附近的位移及应变场进行了测试和计算。此外,还提出了一种再现像面全息的简单而有效的方法。     

参考束型散斑干涉术针孔滤波的统计分析

用随机光波自相关函数传递的方法，对参考束型散斑干涉计量术的偏心小孔滤波过程进行了统计分析．由象面散斑场和参考光场相于迭加引起光波Ｕ＿１、Ｕ＿１和｜Ｕ＿１｜￣２分别在滤波系统的输出面上形成各自的条纹图，明暗条纹的位置受面内位移和位相差的共同影响，三组条纹的对比度函数是相同的．     

电子散斑干涉离面位移场的调制与解调技术

利用电子散斑干涉技术物体的变形场进行定量测量．通过偏转参考物体法,实现散斑离面位移场的空间载波调制;结合傅里叶变换法解调,仅需一或两幅条纹图就可得出全场离面位移分布．理论分析与典型实验比较。表明该方法是可行的．     

用激光一束光反射全息和激光散斑干涉法研究有限宽中心裂纹板裂纹尖端三维位移场

本文介绍了激光一束光反射式全息和激光散斑干涉法基本原理，两者结合分析三维位移场的基本方法。用此方法分析了有限宽带有中心裂纹铝合金板（ＬＹ １２—ＣＺ），在受均匀伸拉载荷作用下，直至大范围屈服情况下，裂纹尖端三维位移场。本文给出了位移场与裂纹尖端塑性区随载荷变化，直至裂纹失稳扩展，裂纹尖端塑性区的变化。讨论了在上述条件下，裂纹板塑性区的形状；给出了塑性区尺寸随载荷变化曲线。定量测定了裂纹尖端附近ｕ，ｖ，ｗ三维位移；一定标距下Ｐ—△曲线，裂纹尖端特征点的 ＣＯＤ随载荷变化曲线；裂纹起裂点的 δｃ（即ＣＯＤ*），给出了裂纹尖端应变变化和应变奇异性结果。     

应用ESPI测量悬臂板的挠度

介绍了电子散斑干涉计量（ＥＳＰＩ）原理，推导了ＥＳＰＩ求挠度（离面位移）的公式，设计了测量悬臂板离面位移的光路，用Ｃ语言编制了相应的数字图象处理软件，得出相关条纹图，计算了悬臂板的离面位移，并与双曝光全息干涉法作了测试比较，结果很好符合。     

平流层飞艇蒙皮材料I型裂纹研究

 飞艇在平流层环境中受高低温交变、臭氧、紫外辐射等恶劣工况的影响。为研究平流层飞艇蒙皮材料I 型裂纹特性,在单轴向拉伸载荷下,分析了含有初始裂纹的蒙皮材料撕裂裂纹尖端区域变形场的测试方法和裂纹扩展特征。通过初始长度均为20 mm 的单边切口人工模拟预制裂纹试样,采用数字散斑相关方法试验,分别获得I 型裂纹尖端和垂直裂纹尖端的位移场和应变场分布,结合散斑变形图进行相关计算,发现撕裂裂纹扩展过程为近似的脆性断裂特征,垂直于撕裂裂纹扩展方向的材料试样裂纹尖端变形场呈现为离散阶跃变化特征。研究结果表明：该方法可以测量平流层飞艇蒙皮用的柔性层压织物的I 型裂纹尖端变形场,揭示裂纹尖端初始裂纹的扩展规律和演化特征,获得的大范围屈服裂尖长度的裂纹尖端的变形值曲线,可为平流层飞艇蒙皮材料的撕裂损伤变化分析和裂纹尖端变形场测试提供有效的方法。     

全息干涉法和散斑法在测量物体三维位移场中的综合应用

双曝光全息干涉法对测量物体离面位移分量较敏感,双曝光散斑干涉法对测量物体面内位移分量较敏感。可以设想,全息干涉法和散斑干涉法的综合应用将是测量物体三维位移场和解决实际问题的一种行之有效的方法。 本文针对平面磨削测力仪,就这两种技术各种不同的综合方式进行了多次反复的试验,提出了不同轴型综合法。此方法对工程实际问题中三维位移分量的测试是比较方便的,测量精度也能满足工程需要。     

数字散斑的仿真建模与变形场测量

合理构建像面散斑的数字模型,可以精确产生位移和变形场的数学仿真散斑图,为求解亚像素位移或变形的算法研究构建一个软件分析平台. 从物体粗糙表面的随机分布出发,基于光学成像系统高斯点扩散函数模型,构建了像面散斑的成像模型,对变形前后的随机表面产生的像面散斑进行了模拟和变形场计算. 提出在找相关峰值时用局部区域进行搜索,减少了运算时间,避免了相似峰的出现.     

数字散斑的仿真建模与变形场测量

合理构建像面散斑的数字模型,可以精确产生位移和变形场的数学仿真散斑图,为求解亚像素位移或变形的算法研究构建一个软件分析平台。本文从物体粗糙表面的随机分布出发,基于光学成像系统高斯点扩散函数模型,构建了像面散斑的成像模型,对变形前后的随机表面产生的像面散斑进行了模拟和变形场计算。文中提出在找相关峰值时用局部区域进行搜索,减少了运算时间,避免了相似峰的出现。     

散斑干涉在纤维与混凝土粘结面位移场测量中的应用

为弥补传统测试方法的不足，在外粘碳纤维增强复合材料(CFRP)混凝土试件的双剪试验中，首次引入双光束电子散斑干涉技术(ESPI)，对粘贴面变形性能进行了测试．通过防止刚体位移、调暗背景光、保持物面平整，得到理想的条纹图，测出了粘贴面上的波长量级的全场位移量．     

散斑照相法测量面内位移的数字显示

叙述了一种散斑照相法测量面内位移的数字显示方法,采用实时测量,用ＣＣＤ记录散斑图样,离散化的数据送入计算机,计算机的数字显示可产生较好的条纹图样和位移测量值,给出悬臂梁微小位移的实验结果,实验结果证实了这种方法的有效性。     

散斑干涉相关条纹的交叉熵方法研究

现代电子散斑干涉计量过程中,状态变化信息的相关条纹表征对后续待测信息的提取起着重要作用,直接影响到后续处理的难度和信息提取的质量。本文根据交叉熵的基本概念和散斑干涉计量过程状态变化信息表征基本原理的分析,提出了一种新的相关条纹图生成方法－交叉熵法,通过详细的理论推导和应用效果的定量分析表明交叉熵方法所产生的相关条纹与减相关条纹在本质上是一致的,提出的方法完全有效。同时,由于交叉熵条纹表征方法融入了自适应同态滤波,与减条纹相比具有更好的条纹图对比度、较低的散斑指数和更好的包裹相位信息提取质量。     

频闪激光散斑散焦照相法测量板结构动态变形

提出了用频闪激光散斑散焦照相法分析结构动态特性的新技术．应用该技术可获得优质的全场散斑条纹图，并可用逐点滤波法进行精确定量分析．讨论了如何选择激光脉冲宽度的方法．给出了频闪激光散斑散焦照相法的实验结果．     

Effect of speckle size on surface crack detection via digital image correlation

Digital image correlation (DIC) is an experimental stress analysis technique used in nondestructive tests. The accuracy of DIC in crack detection depends on various factors such as the sizes of speckles and pixels. In the current study, a speckle pattern based on the spreading of nanoparticles with small speckles is compared with a conventional sprayed pattern to understand whether crack detection via DIC is improved by reducing the sizes of speckles and pixels. Owing to the small size of nanoparticles, an optical microscope is used for magnification. The spreading method for crack detection is first investigated experimentally. Results show that cracks can be detected easily when a 250 nm opening appears in the crack edges. Subsequently, the spreading method is compared with the conventional DIC, in which the spraying method is used for patterning, in terms of crack detection. Results show that by reducing the speckle size and closely analyzing the speckle pattern, the DIC technique is considerably better than the conventional technique in detecting small cracks. Moreover, the conventional method is more suitable for detecting large cracks.     

激光光源波长调制法增强ESPI振动条纹

提出时间平均振动条纹增强技术：对干涉系统作为相干光源的激光二极管进行波长调制，使之同时产生附加的相移和解相关散斑的综合效应，改善了ＥＳＰＩ时间平均振动条纹的质量。     

计算全息三维信息获取的研究

计算全息所用的目标数据一般是通过计算机三维软件模拟获得，这样对于计算全息的应用有一定的限制．提出利用三维激光扫描仪获取计算全息图三维数据的方法，研究了计算全息物光分布和扫描三维数据之间的关系，建立了依据三维物体扫描数据的模拟物光波前分布，并分析了立体数据计算全息消隐问题．     

Three-Dimensional Stress and Stress Intensity for Tensioned Flat Plates with Edge Cracks

The stress in the thickness direction is an important factor influencing the fracture behavior of structural members. A stress σy tensioned flat plate with edge cracks is widely used as an analysis model. The stresses σx and σy for the plate model can be acquired from Neuber＇s solution. However, the solution is applicable only for a perfect plane stress or plane strain state. As a consequence of the thickness of the plate a three-dimensional （3-D） stress state will arise near the crack tip, resulting in a variation of the distribution of σx and σy stresses. A full analysis for the 3-D stress fields for a tensioned flat plate with edge cracks has been therefore carried out. The results show that the 3-D stress field near the crack tip is mainly determined by two factors： the thickness of the plate and the curvature radius at the crack tip. A further analysis has been carried out for the stress intensity near the crack tip. In this paper we give some equations matching to the 3-D stress and stress intensity, which describe precisely the stress state near the crack tip, and which can be applied effectively in engineering analysis.     

用激光散斑计量术研究聚乙烯的破坏行为

首次将激光散斑计量术应用到具有大变形,粘弹性的高分子材料——聚乙烯的力学破坏行为研究中。对单边开裂纹的试件,用散斑计量术精确地测量裂纹尖端感兴趣点的位移,方便地得出裂纹张开位移随载荷变化曲线,并对裂纹尖端的位移场作了全场分析。为高分子材料的宏观破坏研究提供了一个新的有效手段。