数字全息光弹性法检测二维应力场数值求解方法研究

来源 :昆明理工大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:element_li
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光弹性法是实验力学中最重要的测试手段之一。随着光电元器件的迅速的发展与广泛的应用,也给光弹性法注入了新的血液。随着数字图像相关技术的成熟,光测力学作为当前一种实用性强、可靠性高等优点的测试手段,在现代的工程技术应用中扮演着重要的角色,也解决了许多工程上的难题。但是在传统全息光弹性法中,有很多的弊端与难题,比如等差线和等和线同时出现,相互调制,造成条纹分析上的困难,不便于测量等难题。为了解决这些问题,李俊昌、许蔚等应用传统的全息光弹性法与现代的数字图像相关技术相结合提出了旋转参考光偏振方向的数字全息光弹二维应力场检测方法。随着实验的基本完成,我们获取了实验的全息图像以及计算应用的物光与参考光图像,有一些新的问题也随之而来,给我们的后续工作造成了很多的困难,比如对所拍摄的全息图像的数字图像处理问题,处理后得到光强图像方程的非线性问题,解出非线性方程后,如何得到等程线的问题。本文为了验证旋转参考光偏振方向的数字全息光弹二维应力场检测方法的准确性,针对这些问题,做了如下的研究工作:1.本文利用旋转参考光偏振方向的数字全息光弹二维应力场检测方法的基本理论与操作步骤,对我们新购买的环氧树脂试件进行拍摄,得到实验的光强信息分布图像。并利用Matlab软件对三点弯试件的理论光强信息分布图像进行模拟,确定实验图像的有效性。2.应用Ansys对三点弯环氧树脂试件进行有限元静力分析,得到其标准的应力场分布图像,以便给我们后续得出的应力值给定一个参考的理论解。3.根据应力分布规律,利用试件边界上的点的分布规律,对这些点的光强信息分布方程进行简化,并利用旋转参考光角度为零度的图像对其进一步简化,得到边界应力数值,求出相对误差。4.对没有边界规律的点,我们随机选取一些点,对四幅图像上提取这一点的光强数值,得到四个方程,用改进的牛顿迭代法对其进行求解,得到相位差的余弦值,用其与有限元模拟的相位差余弦值相比较。
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