贴片散斑法及其应用

贴片散斑法将一种可剥离铝箔贴附在试件表面,经随机划痕制栅后,以其精细的光学结构和高度的反射本领,在白光或激光照射下,表面辐射率随机分布函数作为散斑场,采取直接记录手段,用全息底片对此作物体变形前后的两次曝光,所得到的散斑底片将包含宽广的空间频谱范围,且全场分析条纹清晰、灵敏度高、量程调节范围大。此方法不仅适用于各种材料的直接散斑法测量,具有经济、可靠、操作简便的特点,还能应用于平面及可展曲面构件的现场量测。     

氧化铝多孔膜变形的时间序列散斑干涉法检测

本文通过鼓膜实验,利用双光束电子散斑干涉技术(ESPI)和时间序列的散斑干涉法,首先对纯铝试样鼓膜变形进行测量,并结合薄板小挠度理论计算了纯铝的弹性模量,结果与弹性模量的参考值基本相同,表明该测量变形的方法精确可行。在此基础上对二步阳极氧化法制备的氧化铝多孔膜试样的鼓膜变形进行了检测,变形检测结果为进一步研究氧化铝多孔膜的力学性能及其与微观结构的关系提供了依据和基础。     

电子散斑干涉法在平面小振幅振动测量中的应用

用电子散斑干涉方法进行振动测量,因实验过程和条纹处理简单,已有较多应用,但迄今尚无振动测量中所形成的散斑条纹的完整解释,容易混淆条纹中所蕴含的实际物理意义,本文详细讨论了散斑测振中各种相关条纹的形成,并给出了相应的实验验证。     

客观散斑测振法

当一个反光性能较好的试件表面被激光照明后,反射光是一与试件表面形状相似的光斑,且内部夹杂了大量散斑颗粒.当试件发生稳态振动时,散斑也按照同样的规律振动.在试件表面前方直接放置一干板,用时间平均法或频闪法记录客观散斑场的变化,可得到客观散斑图.通过空间滤波,可得到位移—阶导数的等值线.该法具有对环境扰动不敏感的优点.     

电子散斑干涉和Video全息干涉

本文综述了有关电子散斑干涉法(ESPI)和Vidco全息干涉技术的一些近期成果.主要包括:有机玻璃模型中主应力和的测量,二维气体温度场和轴对称气体温度场的测量,三维物体表面形状和三维位移场的测量.条纹图均用数字图象处理系统处理.文中介绍了各种测量光路和操作技术,分析了可能出现的误差,提供了部分实验结果.     

离焦对散斑测量灵敏度的影响

本文分析了象差函数对光学传递函数的性态影响,指出在用白光主观散斑法测量曲面变形时,由于成象系统不能对曲面上各点同时对焦,各物点有不同程度的离焦,而造成光学传递函数对频率响应的下降,有效截止频率的降低,从而影响其测量灵敏度的提高。     

散斑与数字技术

本文总结了过去十年中散斑数字技术在力学、医学、无线电电子学和天文学中的应用和进展,以及在这些领域中所发展的各种新的理论、实验技术和实验方法。     

用散斑剪切干涉法测量物体的曲率

本文在Hung 提出的剪切干涉术的基础上,用散斑剪切干涉法测量了物体的曲率,其结果与Subra-manian 所得到的结果基本一致.并且用其测试了悬臂梁的受集中力作用后的曲率分布情况,理论解与实验值吻合得较好.     

三维电子散斑干涉法在检测残余应力中的应用

本文提出一种新的大错位三维电子散斑干涉法,并将其和钻 法检测残余应力技术结合起来,其特点一是利用三个激光器,从不同的方向照射被测物体,二是在被测物附近放置一参考物,利用大错位棱镜,使物体表面的信息和参考物上的信息都进及ＣＣＤ中,可以得到与三个位移场有关的电子散斑干涉条纹图,并可以运算和分离获得独立的ｕ,ｖ和ｗ场信息,本文介绍了大错位三维电子散斑干涉法的原理、方法和系统,并将其应用于钻孔法释放残余应     

数字散斑相关技术进展及应用

数字散斑相关技术是廿世纪末发展的一项光力学测量技术,历经20年各国学者的研究改进积累,目前已成为一种成熟的测量方法,并已成功地应用于力学测量中。本文回顾和叙述了这些进展,并列举在各方面的应用实例以进一步扩展其应用领域。数字散斑相关技术的八个关键问题即1.相关公式,2.搜索技术,3.亚像素搜索,4.散斑图,5.减噪,6.补偿技术,7.位移场至应变场转换,8.三维位移场测量。最后将叙述数字相关技术在材料测试、结构模型及实物监测、岩石力学、复合材料性能研究、生物力学等方面的广泛应用情况。     

Investigation on mechanism of plastic deformation by digital speckle pattern interferometry

An experimental scheme of digital speckle pattern interferometry using two electromagnetic shutters and a three-frame color image board is presented to measure two in-plane components of incremental displacement field of diffuse objects. The deformation of the entire process from initial elastic deformation to fracture can be observed by using a Magneto Optical (MO) disk that has enough memory to record the image data of the entire process. By this system, some tensile experiments are achieved to investigate the mechanism of plastic deformation. The experimental results show that plastic deformation of tensile deformation is nonuniform. The material deforms in the distribution of domains. In the domains, the main deformation is uniform shear and rotation. At the boundary of the domains, the deformation is very large normal strain. With load, both the range and mode of domains are changing. At the end of plastic deformation, only two domains become dominant, and fracture happens at the boundary of the two domains.     

用电子散斑法对纯镍薄片弯曲变形的测量

由于建立的电子散斑法有位移测量精度高、量程大的特点,且自制的力传感器灵敏度高、量程相对较大,从而保证了本实验中镍片在三点弯中的反应被全程、精确地记录下来．基于时间序列的电子散斑法,测出了10—100μm不同厚度的纯镍薄片在三点弯下的载荷-位移曲线,其中包括弹性部分以及进入塑性屈服两个阶段,据此可以推出不同厚度镍片的三点弯刚度．实验表明镍片的抗弯刚度受其厚度的影响很大,尤其在薄片厚度较小时表现得更为明显,即表现出明显的尺度效应．     

物体运动、变形及光波长变化时的激光散斑运动规律

被激光照明的漫射面,由漫反射在空间Fresnel区形成的光场,用Fresnel-Kirchhoff积分表示。利用统计的方法,考虑变化前后强度场的相关度,得到关于强度场变化的三个基本方程,从而导出了激光散斑运动的一般公式。考虑了散斑场的变化是由漫射物面运动和变形以及激光光波长变化所引起。     

Laser speckle movement caused by surface deformation and light wavelength change

When a surface is illuminated by laser, the field of diffusing reflective light can be described by Fresnel-Kirchhoff integration in the region of Fresnel. If the correlation, before and after the change of intensity field, is analysed by statistical method, three governing equations for variations of intensity field and speckle movement formulas can be obtained. In these equations, the surface motion, deformation and wavelength change are all considered to cause the speckle movement. The project supported by National Natural Science Foundation of China     

双参考光全息—散斑干涉术的原理和实验

本文用统计光学方法对双参考光全息——散斑干涉术进行了详尽的理论分析,给出了全息和散斑干涉场区域平均光强分布与光学系统主要参数及三维变形场各分量之间关系的解析表达式,进而讨论了离面位移和面内位移测量的上、下限,最后还给出了有关的实验结果。     

剪切散斑:一种光学测量技术及其应用

本文综述了剪切散斑测量技术及其成功的应用领域。剪切散斑技术是一种基于激光的全场、非接触表面变形(位移或应变)测量技术,它无需特殊的隔震装置,克服了因参考光束给全息干涉技术所带来的诸多限制。因此,它是用于现场测量的一个有效工具。剪切散斑测量技术已经得到了工业界的普遍认同,尤其是在工业无损检测方面更显示出了它的极大优势,它可以通过识别被诱发的异常变形来显示物体的内部缺陷。剪切散斑的应用还包括应变测量、材料特性表征、残余应力评估、泄漏探测、振动分析和三维形貌测量等。     

Compression strain measurement by digital speckle correlation

In this paper, an optimized digital speckle correlation algorithm, named big-window correlation, is proposed to iterate strain directly. Verified by some experiments, the sensitivity and accuracy of the displacement gradient measurement with this method can be improved greatly. Finally, this method was applied to the measurement of the compression strain for polyurethane foam plastics materials. Then the material properties, such as the module of elasticity and the Poisson ratio, with different mass densities were obtained.     

晶体生长过程实时监测系统

实时监测晶体生长过程对研究晶体生长动力学以及调控晶体生长过程有着很重要的意义。结合干涉技术、相移技术以及时间序列位相提取技术,建立了一个晶体生长过程实时监测系统。该系统主要由三条光束组成,通过设定快门参数组成不同的Mach-Zehnder干涉光路,可同时用于无机盐晶体和蛋白质晶体生长过程的实时定量监测。利用该系统及时间序列位相提取方法,对NaCl晶体在自然蒸发情况下的生长过程以及溶菌酶蛋白悬滴法结晶过程进行了研究,对该系统和方法在研究晶体结晶过程中的可行性及优势进行了验证。结果表明,该系统不仅可以获得晶体结晶过程中的实时绝对浓度、过饱和度等晶体生长动力学参数;而且对于蛋白质结晶过程,快门系统的引入解决了蛋白溶液多浓度场叠加的分离问题,在一个实验周期内获得了溶菌酶蛋白结晶过程中的实时蛋白浓度演变、实时沉淀剂浓度变化等结晶动力学参数。这些关键参数为下一步探索结晶条件对晶体质量的影响、分析蛋白结晶相图以及优化蛋白质晶体质量提供了定量数据基础。