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用激光散斑法测量裂纹尖端张开位移及应力强度因子

琶犷「毛 激光散斑法是最近几年发展起来的一种新的测试方法,目前正广泛应用于实验力学分析中,已成功地测量平面位移、三维位移、平板弯曲及振动〔1一4〕.散斑法对测量物体表面面内位移尤为合适,因而很快推广应用于断裂力学研究中「5一9j。过去,虽然研究裂纹问题的实验方法很多,但往往难于测得裂纹尖端处的位移分布,散斑法可以精确地测量裂纹尖端感兴趣的点的位移;同时,利用付里叶光学变换,还可以量得全场的位移,因此成为断裂力学研究中较为理想的一种测试技术。 本文首先验证激光散斑法的精度,测量了悬臂梁在自由端受有一集中力的梁的挠度,并与千分表测量及材料力学公式计算作了比较,精度能满足工程上的要求;其次本文把这方法应用于断裂力学测量中,测量了双边裂纹及单边裂纹的拉伸平板裂纹尖端的张开位移,求出了应力强度因子,与断裂力学理论计算相比较,两者符合较好.二、原理 激光散斑法是利用激光相干性,当激光照射一漫反射的物体时,由表面漫反射出来的光互相发生干涉,在...  (本文共7页) 阅读全文>>

《航空制造技术》2002年07期
航空制造技术

激光散斑法测定榫槽二维应力强度因子

测量裂纹尖端应力强度因子KⅠ 的方法很多 ,焦散线法、光弹性法、云纹法、散斑法都有所应用。但焦散线法要求试件表面具有很好的粗糙度 ,而光弹性法及云纹法的试验过程太繁杂 ,且条件难以满足 ,相比之下 ,激光散斑法的试验条件却极易满足 ,不论试件透明或不透明 ,也不论试件表面的粗糙度如何 ,都是可以直接进行测试。但是 ,由于缺少有效的数值计算方法 ,激光散斑法的应用仍然受到限制。本文分别用非线性最小二乘法逼近和J积分计算出KⅠ ,这两种计算方法都能消除由于裂纹尖端坐标定不准而带来的误差。非线性最小二乘法计算KⅠ 得到较精确的结果 ,J积分的计算过程的自动处理提供了一种有效的方法。1 试验本项试验测定某航空发动机涡轮盘榫槽底部张开型裂纹 ,裂纹长 15mm ,模型材料为有机玻璃 ,其弹性模量E =2 4 5kg/mm2 ,泊松比 μ =0 4。所加外载沿涡轮工作叶片离心力方向 ,外载力 90kg。为得到高质量散斑图 ,对试件表面进行...  (本文共3页) 阅读全文>>

《大庆石油学院学报》1984年03期
大庆石油学院学报

用激光散斑法测量纯弯曲板的表面裂纹的应力强度因子

前言 激光散斑法作为一种新的测试方法,正在实验力学领域得到日益广泛的应用,已成功地测量了平面位移、三维位移、平板弯曲及振动等问题。在断裂力学的裂纹问题研究中,由于激光散斑法有测量灵敏度高,非接触和无损等优点,一些经典实验方法往往难于测得的裂纹尖端附近的位移场和应变场分布情况,因利用激光散斑法中的逐点分析法,可以精确地测量裂纹尖端附近任何感兴趣点的位移;利用全场分析法可以得到裂纹尖端附近全场位移分布情况。因而散斑法已成为断裂力学研究中一种重要的理想测试技术。 国内自七十年代末开始将散斑法用于断裂力学研究中去,先后测量了穿透裂纹、单边裂纹和双边裂纹的张开位移和应力强度因子〔1一3〕。本文利用激光散斑照相放大技术测试了带有表面半椭圆裂纹的纯弯曲板的裂纹张开位移和应力强度因子,并与国外有限元数值结果进行了比较,二者符合较好。实验原理如图1所示,对“主观”散斑而言,H面上散斑大小受透镜孔径限制,其大小为a澎1。2(1+M)又尸(1)式中F...  (本文共6页) 阅读全文>>

《青岛大学学报(自然科学版)》1940年40期
青岛大学学报(自然科学版)

激光散斑法研究温度场分布

激光散斑法研究温度场分布孙玉玲(武汉水利电力大学基科系,武汉430072)摘要木文阐述了激光散斑法测位移的原理,运用富里哀变换得出了定量的数学表达式.并给出了用激光散斑法测铜的热胀系数的整个实验过程和观察结果.同时用该法测位移来研究铜棒沿长度方向温度场的分布.该方法简便、准确,灵敏度高.关键词:激光散斑;微小位移;温度场引言当一束相干性很好的激光照射到物体粗糙表面时,漫反射光犹如无数个小的相干点光源发出的光,发生干涉.在物体表面前面的空间将布满明暗相间的斑纹.这些亮斑与暗斑的分布是随机的,称为散斑(speck!e).因为散斑是由粗糙面散射而成,所以可以说散斑是粗糙表面某些信息的携带者.因此借助于散斑不仅可以研究物体表面粗糙程度,也可以研究物体形状与位置变化.本文研究因温度改变在固体棒中引起的微小位移,从而测定了固体的线胀系数,并研究了铜棒中温度沿长度的分布.散斑法较全息法具有光路和设备简单,稳定度及底片分辨率要求较低等优点.且为...  (本文共5页) 阅读全文>>

《齐齐哈尔师范学院学报(自然科学版)》1994年01期
齐齐哈尔师范学院学报(自然科学版)

激光散斑法测定玻璃的线胀系数

激光散斑法是现代光学干涉计量术,应用于微位移测定具有很高的精确度.该方法设备简单、操作方便,目前已有某些实际应用.用这种方法测定玻璃的线胀系数,同样可获得令人满意的结果.1实验原理玻璃材料的线胀系数比金属或其它固体要小得多(在0~200C范围内平均仅为8~10X10-’deg-’的数量级),因此要较准确地对其进行测定,就必须准确地测定玻璃样品棒在不同温度下的微小伸长量.而利用一般的量具测定如此微小的长度改变是极其困难的,人们通常利用光杠杆进行间接测量.然而误差分析的结果表明,光杠杆的合成误差在一般情况下也并不很小,所以其测量结果并不令人满意·H;H。激光散斑是表面粗糙的物体宕一一一一炳”””门!DO”。”爿被平行激光束照射,经物面上凹沽一一一一J7O”引DI。-_”-J一上n__。。_。________光M_o。d州D口“口fo.凸不平的各点反射或透射后在空上一一一一J’’SO二-1川I“。-叶一干一11。。。。·、、一,——。...  (本文共3页) 阅读全文>>

《宇航计测技术》1988年04期
宇航计测技术

单板机在激光散斑法测量表面粗糙度中的应用

一“、散级活侧表面粗糙度 的基本原理本实验所用光路如图1所示钞举雏纂装概晶乎呈拿产袅!岔的焦点处,以提高人射光的空间相干性,L:将球面波准直成平面波并通过限束光阑D:和分光镜L;垂直入射于被测物面.这样,系统的输出对输人的依前美秦可用才‘曰蛤由︺\┌─┬─┬────┐│_/│} │ ││ │l ├────┤│ │ │一一ti.1│└─┴─┴────┘N ...  (本文共4页) 阅读全文>>