数字散斑相关法在压力容器变形测量上的应用

数字散斑相关法具有非接触、精度高、适用于工程现场等特点,成为实验力学中一种有效的光学测试手段。该文简要介绍了数字散斑相关法的基本原理、特点和应用范围,概述了在压力容器变形测量方面的应用现状,随着相关配套和辅助技术的发展,数字散斑干涉法在测量压力容器变形方面在宏观和微观方面展现了新的技术突破：改进光学系统与加载方式可测量大面积的变形场,与高分辨率设备结合可进行结构微小形变的检测,而全场高温变形测量技术的发展进一步拓展了其适用环境。     

应力集中问题在力学实验教学中的改革创新

应用传统的电测法测量材料变形非常广泛,但在测量应力集中现象时,则显得力不从心。而数字散斑方法直接对物体变形前、后的两幅散斑图像进行相关运算处理,以提取散斑图中所携带的变形信息,能很好地反映应力集中场区的应变变化。对本科生开展利用数字散斑方法测量应力集中问题的实验专题,并和传统的电测法进行对比,让学生掌握这种全场、非接触式测量方法,体会该方法的优越性和便捷性,更好地理解和掌握应力集中问题。     

数字散斑相关法在陶瓷材料准静态破坏 行为研究中的应用

研究了引入高精度数字散斑相关法光学测量技术对A９５ 陶瓷材料在准静态压缩试验中的变形过 程,得到了该材料在压缩变形过程不同时刻的试件表面的全场位移分布,推导出应力应变曲线与材料的本构 关系。与传统方法相比较,数字散斑相关法所具有的非接触、高精度、全场测量等特点,避免了人为干扰,可 以对试件表面全场的变形进行研究。     

应用数字散斑相关技术进行薄膜材料断裂问题研究

将数字散斑相关测量方法应用于薄膜材料断裂问题研究,测量了薄膜材料的常规力学性能参数及裂纹尖端区域位移场。通过裂纹尖端区域位移场确定了应力强度因子(SIF),从而在技术上解决了薄膜材料断裂力学性能测试的困难、工作表明,此方法可有效地应用于薄膜等小尺寸材料的实验应力分析及断裂行为。     

大型混凝土梁全场变形测量中数字散斑场的制作和应用

为了在大型试件表面制作高质量散斑场、保证数字图像相关测量时散斑场的一致性,采用具有操作简单、环境污染小、散斑质量高、易于重复等优点的水转印方法在大型钢筋混凝土薄腹梁试件表面制作优化数字散斑场.该方法将电脑生成的数字散斑场转印到试件表面,无需喷漆制作散斑场.实验结果表明,采用水转印方法制作的散斑场在测量精度、计算速度、抗噪能力方面均优于采用喷漆方法制作的散斑场.水转印方法适用于在混凝土表面制作高质量数字散斑场.采用该方法可以扩大数字图像相关方法使用范围,提高数字图像相关方法的测量精度.     

CT孔隙岩石内部三维变形场数字实验

为研究数字体图像相关法(Digital volume correlation,DVC)测量孔隙类岩石内部三维变形场的可行性,利用X射线CT扫描获取孔隙岩石(中砂岩,红砂岩和油砂岩)的数字体图像,采用虚加变形的数字实验方法得到变形体图像,由DVC法得出测量值并进行比较分析.研究表明:孔隙类岩石内部结构可以作为散斑结构,应用DVC法计算内部变形,不同的结构特征,影响着DVC法的精度与准确度;油砂岩内部结构作为散斑结构时,具有较高的精度,其次是红砂岩,中砂岩;给出了评价三维散斑结构的指标-平均灰度梯度,平均灰度梯度值越大,相应的以该散斑结构进行DVC法计算时,所得精度与准确度也高;采用数字实验的分析孔隙岩石内部结构对DVC法计算精度的影响是一种简单易行的方法,其结果有助于实验方案的制定.     

基于数字散斑技术的桥梁检测

电测法作为常见的应力应变测量方法有许多的优点,但也有一些缺点,而数字散斑方法在远距离情况下仍能获得足够的光照度,具有延长散斑计量的距离,保证足够的测量灵敏度等优点.提出了将数字散斑方法与ANSYS计算相结合来检测桥体变形的方法,该方法较其他光学测试方法以及电测法具有较强的实用性和较快的计算速度及较高的精确度.     

基于光照不变特征的数字散斑相关方法

边坡问题是中外工程建设中的主要工程地质问题之一,准确、可靠的边坡变形监测方法对预防滑坡灾害起着至关重要的作用.将数字散斑相关方法应用在边坡变形监测中,可以快速得到准确的边坡位移场信息,具有操作简单、非接触式等优点.但是在野外测量环境下,光照变化对图像的灰度唯一性产生了较大影响,从而导致测量精度的下降.在数字散斑相关方法求解边坡变形场的基础上,使用局部敏感直方图替换原始图像对应位置的灰度值,作为图像的光照不变特征,克服了光照变化对图像灰度信息的影响,并通过数值模拟实验对算法精度进行验证.实验结果表明,该方法大幅提高了边坡变形计算精度,为研究边坡破坏机理和发展过程,提供了一种经济有效的监测方法.     

数字散斑相关方法在实验力学中的适用性

数字散斑相关方法是近些年来新兴的一门利用图像处理技术来计算物体的位移及变形的方法,具有全场测量、非接触、光路相对简单、测量视场可以调节、不需要光学干涉条纹处理、可适用的测试对象范围广、对测量环境无特别要求等优点,对此利用3个基本的实验,刚体平动、橡胶材料拉伸、三点弯梁实验,验证了数字散斑相关方法在大位移及变形测量中的适用性.     

基于数字散斑相关方法的微位移测量

介绍了数字散斑相关方法的基本原理,利用模拟散斑图分析了3种常用亚像素算法的性能.根据数字散斑相关方法测量微位移的特点,采用爬山搜索法进行整像素搜索,采用计算量小、计算精度高的基于梯度的算法进行亚像素搜索.利用千分表和数字散斑相关方法对有机玻璃梁试件三点弯曲中心挠度进行了测量,并与有限元计算结果进行了比较.结果表明,数字散斑相关方法测量微位移的实验系统是可靠的,在此基础上测量了试件加载位置附近区域的全场位移.     

Applications of Digital Correlation Method to Structure Inspection

In structure inspections, applications of optical techniques are rare, but the advantages of a non-contact, full field technique using a simple apparatus are attractive. The main requirements for structure in- spection are the full-field strain measurement with the required precision and on-site measurement ability. The digital correlation method (DCM), a new optical deformation measurement tool, can satisfy all of the re-quirements for structure inspection. A smoothing algorithm which can greatly improve the strain measure-ment precision, and a 3-D DCM have been developed in this paper. For verifying this improvement, a com-parison of strain measurements by computer-simulated speckle images has been carried out. Additionally, three structure inspection examples that cover typical materials and structure styles are presented: the inter-face shear stress distribution for reinforced concrete piles bedded on rock, the 3-D strain distribution of a composite vessel structure, and stresses in a hookup that connects two steel bridge structures. All the ex- amples show that the new structural inspection tool is exemplary and illustrates the obvious advantages of this optical non-destructive technique.     

双显微数字散斑相关测量的光学系统研究

基于桥梁变形测量的数字散斑测量系统,提出一种近距离测量形变的双显微测量系统,能消除刚性位移,提高测量精度.针对实现双显微数字散斑测试技术所需光学镜头,根据成像原理,设计出满足需要的与CCD相匹配的双显微物镜.采用满足设计要求的4倍的显微物镜进行试验,通过实验验证,设计合理,满足所需精度.     

基于AT45DB041超声波传感阵列的建筑材料强度测量系统

针对传统的钢筋混凝土结构强度检测系统存在测量方式复杂,误差较大的问题。提出了一种基于AT45DB041超声波传感阵列的建筑材料强度测量系统设计方法,系统通过设计基于传感器阵列的建筑信号采集硬件模块对建筑材料超声波回波进行采集,软件设计中,采集钢筋混凝土结构超声波信息参数,设计抗干扰算法,通过横向和纵向的检测参数弥补误差,计算建筑材料强度性能。系统测试结果表明,该系统提高了钢筋混凝土结构强度性能测量的准确性。     

碾压砼坝的沥青混合料防渗结构的探讨

碾压砼筑坝近年来已有了很大发展,但其防渗结构方面仍存在问题。本文在分析了各类碾压砼压砼坝防渗结构特点的基础上,有着论述了沥青混合料防渗结构在砼坝中的应用。工程实践证明,沥青混合料防渗结构具有防渗效果好,适应变形能力强,施工速度快,与碾压砼施工干扰小等特点,是一种有发展前途的防渗结构型式。     

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。     

房屋建筑混凝土施工技术研究

随着我国城市化进程的不断加快,城市的人口数量已经开始急剧上涨,高层建筑作为能够容纳相当数量居民的建筑形式已经越来越受到人们的青睐,在建筑行业,混凝土作为建筑工程施工过程中主要应用的材料之一,其混凝土构件是建筑结构最主要荷载承力的组件。本文试从房屋建筑混凝土施工存在问题的成因分析、房屋建筑混凝土质量控制管理措施两个方面,阐述房屋建筑混凝土施工技术,希望能对混凝土施工有所帮助。     

Digital Speckle Technique Applied to Flow Visualization

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＨｏｌｏｇｒａｐｈｉｃｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙｈａｓｂｅｅｎｕｓｅｄｆｏｒｏｐｔｉｃａｌｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓｉｎｆｌｕｉｄｍｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄｔｈｅｒｍａｌｆｌｏｗｆｏｒｍａｎｙｙｅａｒｓ.Ｈｏｗｅｖｅｒ,ｔｈｅｒｅａｒｅｓｏｍｅｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓａｓｓｏｃｉａｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｕｓｅｏｆｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｈｏｌｏｇｒａｐｈｙｉｎｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ[1].Ｔｈｅｍｏｓｔｏｂｖｉｏｕｓｐｒｏｂｌｅ…