复合层合板低速冲击应变测试及其状态监测

将光纤布喇格光栅(FBG)传感器应用于复合材料层合板低速冲击应变测试中。将应变片和FBG粘贴在复合材料板的对称位置上;将冲击荷载施加在复合材料板中心,并施加8个不同等级(由小到大)的冲击荷载。试验结果表明,FBG传感器与对称位置粘贴的应变片的测试数据一致,这说明FBG可用于复合材料板的冲击应变测试。应用5个FBG传感器获得的冲击荷载下的峰值响应,结合提出的峰值响应包络面法,对复合材料层合板的冲击损伤位置进行了成功识别。结合FBG获得残余应变的方法,对复合材料层合板的冲击损伤的程度进行了成功识别。     

基于剪切散斑干涉无损探伤的缺陷深度测量北大核心CSCD

基于激光剪切散斑干涉技术构建了无损检测系统,通过对铝合金平板钻圆形盲孔覆橡胶层的方式制备了设有不同尺寸和深度的内部缺陷的复合材料粘接试件,利用施加负压激励研究了不同负压值下试件内部缺陷所在表面的散斑条纹和离面位移情况,并结合有限元计算验证了检测系统有效性。结果表明:相同缺陷深度和负压值下,缺陷尺寸越大,散斑条纹级数越多、离面位移越大;相同缺陷尺寸和负压值下,缺陷深度越深,散斑条纹级数越小、离面位移越小。在利用该剪切散斑干涉无损检测系统准确获取内部缺陷的形状、位置和尺寸等信息的基础上,进一步基于弹性薄板理论推导了缺陷深度。缺陷深度测量精度随缺陷尺寸增大而提高,同时随深度增大而降低,直径为20 mm深度小于1 mm的圆形缺陷深度测量误差值小于10%。本文研究为复合材料粘接结构内部缺陷的深度检测提供了有效途径。     

便携式散斑干涉仪的光路安排

数字散斑干涉(DSPI)是精密检测领域常用的一种测量技术，目前一般的数字散斑干涉系统使用大功率激光光源和大型光学实验平台，仅适用于实验室研究工作。为实现数字散斑干涉的工程现场应用．本文提出一种新的便携式数字散斑干涉仪的光路安排，它采用和小功率激光器相适应的光路配置，结构紧凑，体积小巧．在光源小型He-Ne激光器输出功率仅为5mW的条件下，仍然能在实验中获得良好的干涉条纹图，其对比度可以和利用20mW的激光得到的条纹图相比拟，有效地提高了激光的利用率。通过理论分析和实验验证，对该便携式数字散斑干涉仪的合理性进行了论证。     

基于深度学习的激光剪切散斑干涉无损检测缺陷识别

剪切散斑干涉技术通过测量物体表面变形来推断其内部缺陷,具有高灵敏度、检测范围广、精度高等优点,是一种极具潜力的复合材料无损检测技术。目前缺陷识别主要采用人工方式,而人工识别不但检测效率低且受到专业性限制。为了提高剪切散斑干涉无损检测方法中的缺陷识别精度和效率,本文提出基于深度学习剪切散斑干涉缺陷识别方法。利用高精度四步相移技术获取剪切散斑相位条纹高质量成像;引入了应用广泛的YOLOv5和Faster R-CNN目标检测算法,通过实验采集了大量的缺陷图像,分别用YOLOv5和Faster R-CNN两种算法获得训练模型。然后将这两种模型分别应用于剪切散斑干涉无损检测中的复合材料缺陷检测。最后,实验从检测速率和检测精度方面对模型识别效果进行了对比分析。实验结果表明,激光剪切散斑干涉技术结合深度学习的方法能有效地实现剪切散斑干涉无损检测的缺陷自动识别,Faster R-CNN和YOLOv5的检测速率分别能达到11 f/s和50 f/s,并且两种深度学习算法的平均精度均能达到92%以上,验证了提出方法的可行性。     

投影辅助的数字剪切散斑干涉扫描检测技术

数字剪切散斑干涉技术已被广泛应用于复合材料无损检测,但常规检测面积有限,难以完成大尺寸复合材料的缺陷检测。提出了一种投影辅助数字剪切散斑干涉大尺寸复合材料扫描检测方法,该方法基于数字剪切散斑干涉技术并利用辅助投影引入额外表面特征,通过分视场间投影图的单应性矩阵计算分视场间实物图和散斑干涉图的全局匹配和坐标统一,完成了投影图-实物图-干涉图的多视场扫描与匹配拼接,同时在单视场检测引入4f光路及超广角镜头扩大单次检测面积。实验结果表明:此扫描检测系统能够实现缺陷位置、尺寸较精确的测量,位置定位均方根误差为7.0 mm,尺寸测量误差的均方根值为4.9 mm。在1.2 m的工作距离下单次检测面积可达600 mm×500 mm,全局扫描检测面积高达3.5 m×4.0 m。此方法具备抗刚体位移干扰强,缺陷检测灵敏度高的优点,适合大尺寸高性能复合材料无损检测现场使用。     

Lamb波频散特性的数值仿真研究

Lamb波频散特性是进行超声波损伤检测的前提,采用窄带脉冲信号作为激励信号产生Lamb波,并在matlab环境下采用二分法对Lamb波的瑞利-兰姆频率方程进行了数值仿真,绘制了Lamb波在复合材料层合板中传播的频散特性曲线并分析了其特点,为超声波无损检测提供了重要的参考依据。     

蜂窝夹层结构粘接质量电子散斑检测研究

蜂窝夹层结构粘接质量电子散斑无损检测,是利用电子散斑干涉技术,采用实时干涉法获得被检蜂窝夹层结构受热或压力载荷后的形变场条纹分布．受检的蜂窝夹层结构件蒙皮与夹芯之间的粘接缺陷,在适当的载荷力作用下,其表面位移场发生畸变,所对应的干涉条纹因其形状、间距和取向不同于周围粘接完好的干涉条纹的特征条纹,作为粘接缺陷的判据． 电子散斑干涉技术适用于检查碳环氧复合材料蒙皮厚度不大于 １．２ ｍｍ、铝蜂窝芯格边长不小于 ３ ｍｍ的蜂窝夹层结构粘接缺陷,可检测最小脱粘尺寸不大于直径 １５ ｍｍ．也适用于检查铝蒙皮厚度…     

电子散斑干涉技术及应用

电子散斑干涉技术（ＥＳＰＩ）是一种用来测量光学粗糙表面的位移与变形的干涉计量技术。它利用激光散斑场做为待测表面的信息载体，通过电子学手段记录、比较和处理散斑场信息，最后以散斑干涉条纹的形式在电视监视器上显示出试件表面位移或变形的等值线条纹，是一种集光学干涉计量学、电子学及计算机图象处理技术为一体的自动测试技术，可以用于离面位移、面内位移、位移偏导场的测量、振动分析及材料或构件的无损检测等方面。本文     

基于激光剪切散斑技术分辨铝蜂窝缺陷类型

运用激光剪切散斑技术结合负气压加载,实现了蜂窝夹层结构内部缺陷类型的分辨,并使用数值计算方法分析不同类型缺陷在负压加载下的力学变形差异。文章首先制备了一块预置不同类型缺陷的卫星用铝蒙皮铝蜂窝夹层结构,缺陷类型分别为:上胶层垫膜、下胶层垫膜、去胶层、去胶层垫膜、去胶层油膜以及铣去蜂窝芯,尺寸依此为:10 mm、20 mm、30 mm和40 mm;接着简单介绍了剪切散斑干涉的基本原理,运用自行研制的激光剪切散斑系统结合负气压加载对蜂窝夹层试块加载;然后通过数值计算方法对比分析不同类型缺陷在负气压加载下的力学变形机理;最后使用热辐射加载进一步对样品进行探伤测试,分析两种加载方式的优劣。实验结果表明,激光剪切散斑干涉技术结合负气压加载可有效分辨铝蜂窝夹层结构内部的脱粘和夹杂等类型缺陷,数值计算方法可进一步佐证了实验结果。本文的研究可为蜂窝夹层结构的缺陷检测、缺陷类型分辨以及缺陷的力学变形机理分析提供技术支撑。     

激光回馈干涉进展及其生物医学应用综述

激光回馈干涉具有共光路、精度高等优势,已经成为光学测量领域的研究热点。基于激光回馈干涉的理论及主要模型,根据外界反射物信息分析反射光特性,得到激光回馈干涉的测量方法,通过分析激光输出特性的变化实现外界反射物体的信息测量。针对粗糙表面物体或流体,激光回馈干涉结合散斑技术发展为激光回馈散斑干涉技术;针对光滑表面物体,激光回馈干涉在离轴短外腔下出现多重激光回馈干涉现象。激光回馈干涉技术在位移、角度、速度、成像等检测领域快速发展。激光回馈干涉能够检测粗糙表面的弱反馈光且灵敏度高,同时兼具传统干涉技术的高精度优势,在生物医学领域的非接触测量具有研究价值和应用前景。