旋转部件在交通运输、风能发电等诸多领域具有重要作用。三维数字图像相关方法(Three-Dimensional Digital Image Correlation,3D–DIC)作为一种非接触光学测量手段,能够获取旋转部件在运转过程中的全场位移、变形及振动信息,从而为故...旋转部件在交通运输、风能发电等诸多领域具有重要作用。三维数字图像相关方法(Three-Dimensional Digital Image Correlation,3D–DIC)作为一种非接触光学测量手段,能够获取旋转部件在运转过程中的全场位移、变形及振动信息,从而为故障诊断、健康监测以及气动结构优化设计提供重要数据支撑。本文对近年来3D–DIC技术的发展与应用进行了全面综述。首先介绍了3D–DIC技术的基本原理及其针对旋转物体的变形测量系统;针对大角度旋转测量中出现的退相关问题,详细阐述了国内外学者在初值估计和形函数设计等方面所提出的改进。随后,通过若干典型应用案例,展示了该技术相较于传统变形测量手段的优势。最后,对该技术的应用前景和发展趋势进行了展望。展开更多
采样云纹方法作为一种新兴的光学测试技术,利用数字图像处理进行光栅相位分析,可实现低成本、高效率、高精度的物体表面变形计量。该方法能灵活调整采样参数以满足不同场景的测量需求,与扫描电子显微镜(scanning electron microscopy,S...采样云纹方法作为一种新兴的光学测试技术,利用数字图像处理进行光栅相位分析,可实现低成本、高效率、高精度的物体表面变形计量。该方法能灵活调整采样参数以满足不同场景的测量需求,与扫描电子显微镜(scanning electron microscopy,SEM)结合,可以实现变倍视场下的变形分析。开展微尺度下高精度的采样云纹变形场测量,需要轮廓清晰、分布规则的光栅或点阵结构,对光栅制备工艺提出了较高的要求。为进一步拓展采样云纹在微尺度力学测量中的应用,本文介绍了采样云纹法变形测量的基本原理,并且发展了一种基于激光直写光刻的微尺度制栅方法。结合自行研制的高密度光栅,进行了镍基合金GH4169疲劳疲劳失效行为研究,表征了疲劳过程中损伤演化与裂纹闭合效应,研究结果表明采样云纹方法在微尺度变形场测量中具有很好的应用潜力。展开更多
为了探究力学研究中梁、板、柱等基本对象的力学性能,往往需要使用光力学方法对其进行变形测量。这些对象通常具有高长宽比、大尺寸及表面曲率较大的特点,常规的三维数字图像相关(Three-Dimension Digital Image Correlation,3D-DIC)方...为了探究力学研究中梁、板、柱等基本对象的力学性能,往往需要使用光力学方法对其进行变形测量。这些对象通常具有高长宽比、大尺寸及表面曲率较大的特点,常规的三维数字图像相关(Three-Dimension Digital Image Correlation,3D-DIC)方法无法满足高精度和全范围的测量需求,因此需要使用多相机数字图像相关(Digital Image Correlation,DIC)方法。针对不同对象的测量需求,多相机DIC方法需要使用不同的相机布置方法。本文分别研究了适用于梁、板、柱的一字型、矩阵型、圆周型的多相机布置方式,并通过实验测量验证了上述布置方式的可行性及有效性。使用多相机DIC方法,通过工字梁四点弯曲实验、板的热翘曲变形测量实验及薄壁圆筒抗压实验,得到了全场的高精度变形结果,并由此证实了多相机DIC可以通过不同的相机布置方式实现力学研究中全方位的测量需求。展开更多
文摘旋转部件在交通运输、风能发电等诸多领域具有重要作用。三维数字图像相关方法(Three-Dimensional Digital Image Correlation,3D–DIC)作为一种非接触光学测量手段,能够获取旋转部件在运转过程中的全场位移、变形及振动信息,从而为故障诊断、健康监测以及气动结构优化设计提供重要数据支撑。本文对近年来3D–DIC技术的发展与应用进行了全面综述。首先介绍了3D–DIC技术的基本原理及其针对旋转物体的变形测量系统;针对大角度旋转测量中出现的退相关问题,详细阐述了国内外学者在初值估计和形函数设计等方面所提出的改进。随后,通过若干典型应用案例,展示了该技术相较于传统变形测量手段的优势。最后,对该技术的应用前景和发展趋势进行了展望。
文摘采样云纹方法作为一种新兴的光学测试技术,利用数字图像处理进行光栅相位分析,可实现低成本、高效率、高精度的物体表面变形计量。该方法能灵活调整采样参数以满足不同场景的测量需求,与扫描电子显微镜(scanning electron microscopy,SEM)结合,可以实现变倍视场下的变形分析。开展微尺度下高精度的采样云纹变形场测量,需要轮廓清晰、分布规则的光栅或点阵结构,对光栅制备工艺提出了较高的要求。为进一步拓展采样云纹在微尺度力学测量中的应用,本文介绍了采样云纹法变形测量的基本原理,并且发展了一种基于激光直写光刻的微尺度制栅方法。结合自行研制的高密度光栅,进行了镍基合金GH4169疲劳疲劳失效行为研究,表征了疲劳过程中损伤演化与裂纹闭合效应,研究结果表明采样云纹方法在微尺度变形场测量中具有很好的应用潜力。
