基于单目离面视觉的结构振动检测

针对常规视觉测量中光学系统复杂、计算量大等问题,提出了一种离面视觉测量方法。讨论了离面振动成像的基本原理,结合模态分析理论,研究了常规成像条件下单相机结构振动特征参数的识别及无激励振型分析。悬臂梁的离面视觉振动测试实验、传统传感器测量实验及ANSYS仿真的对比结果表明,所提出方法可以准确识别低阶固有频率、阻尼和振型等模态信息。最后分析了该方法的后续研究方向。     

振动时效技术机理

（接上期） 7 振动时效工艺过程 振动时效处理过程是将激振器刚性夹持在被处理零件的适当位置,首先根据零件大小,形态和夹持情况来调节激振频率,最好使零件在其固有频率下进行共振,然后应根据零件所需动应力或振幅的大小来调节激振力。零件的振动状态和动应力,可用测量振动和应力的仪表来检测。通常将感受元件（加速度计或速度计）接于被振物体上,振动时,感受元件把接收到的振动信号送往测试仪表,经放大并指示出各种所需的参数值。振动状态的主要指示参数是振幅、频率和振型。振动状态和激振力的控制是通过激振器的控制装置来实现…     

机械振动准实时监测问题研究

针对有规律的机械振动,论述了一种振幅检测的图像监测原理和方法。振动的物体在平面内的廓形投影相对不变,在机械振动时测知的物体廓形几何尺寸与已知静止时物体廓形几何尺寸的差值即为振幅。运用摄影测量原理,以静态图像数据为测量基准,断续曝光获取足以包含振动轮廓的照片后,再通过图像数据处理,实现振动参数的监测。只要断续时间间隔足够短,便不会错失振动幅值的有效信息。试验验证了理论和方法的正确性。     

基于五束光的三维多普勒测振仪设计（英文）

为了实现物体的三维振动分析测量,设计了一种基于五束激光的多普勒振动测量系统。该系统将五束激光汇聚到一个焦点,并照射到被反射膜覆盖的被测物体表面,经过反射后,散射光被光电二极管接收,并进入高精度信号处理系统,分别得到五路振动信息,通过计算机处理后,可以分别解析得到包括频率和振幅的三维振动信息。实验结果表明,该系统有望被应用于高精度的无接触振动测量。     

激光干涉在蜂窝夹心层板振动模态测量中的应用

采用激光电子散斑干涉测量技术(electronic speckle pattern interferometry,简称ESPI)对悬臂矩形损伤蜂窝夹心复合板稳态振动下的振型进行了实验研究。通过完整试样的振型测量结果与有限元模拟均匀悬臂金属板结构振型的类比,验证了有关蜂窝夹心复合材料具有横观各向同性假设的观点,获得了悬臂矩形蜂窝夹心复合层板前14阶离面振动模态的振型图。实验结果表明,结构的损伤导致其局部刚度改变,使得共振频率减少,损伤对其高阶振型的形状改变较为明显,有时甚至是模态跃迁。     

基于相移和颜色分光的电子散斑干涉瞬态三维变形测量方法

提出了一种基于相移和颜色分光的电子散斑干涉(ESPI)瞬态三维变形测量方法,该方法包括一个彩色CCD和红绿蓝三种不同波长的激光器,可同时采集来自三路的散斑干涉图像。物体面内水平方向、竖直方向以及离面方向的散斑干涉图像信息通过颜色分光实现分离,并利用相移算法对散斑干涉条纹图进行分析处理,分别解调出水平、竖直及离面方向的变形场相位,实现三维变形场的测量。模拟及实验分析表明,此方法能同时实现物体面内水平方向、竖直方向以及离面方向的变形测量,可用于物体表面的三维瞬态变形测量,也可单独完成面内或离面的二维变形测量。     

基于五束光的三维多普勒测振仪设计

为了实现物体的三维振动分析测量,设计了一种基于五束激光的多普勒振动测量系统.该系统将五束激光汇聚到一个焦点,并照射到被反射膜覆盖的被测物体表面,经过反射后,散射光被光电二极管接收,并进入高精度信号处理系统,分别得到五路振动信息,通过计算机处理后,可以分别解析得到包括频率和振幅的三维振动信息.实验结果表明,该系统有望被应用于高精度的无接触振动测量.     

大跨越导线自由振动的积分变换分析

超长输电线由于风力作用会产生涡激振动,危及导线正常工作。一般采用在导线特定位置安装阻尼防振锤的方法来减小导线的振幅,改善振型,计算导线系统的自由振动是研究微风防振的关键。采用积分变换法计算系统的自由振动,具有计算量小,振型表达式完整明确的优点。     

频闪光技术在机械测量中的应用

常见物理量的测量方法有机械式、电气式、光学式3种。尽管前两种应用十分广泛,但光学测量方法仍有许多独特之处,可以实现不接触测量,对被测系统不会产生影响,同时便于用照相摄影技术进行波形记录和显示。频闪光技术便是一个典型的应用,它可以测量运动物体的转速及振动物体的频     

振动水翼低阶振型的阻尼特性试验研究

水力机械过流部件与环境流体相互作用产生的附加质量和阻尼效应,对其动力响应特性有显著影响。本研究重点测量了空气和水中振动水翼前四阶振型的阻尼特性参数。通过在水翼前缘嵌入一个压电片施加激励,采用激光测振仪和水翼尾缘的压电片同时获取振动响应信号并相互校准,构建了叶片式结构模态参数测试系统。将压电片信号作为基准信号,同步激光测振仪的多点响应信号,提出了一种单振型测量方法。重点分析了对数衰减法、希尔伯特变换法、共振放大法、半功率带宽法和圆圈拟合法五种常用的阻尼比识别方法。结果表明：五种阻尼比识别方法的精度和不确定度在同一量级,综合比较后认为,对于自由振动响应信号推荐采用对数衰减法,强迫振动响应信号则推荐采用半功率带宽法;空气和水中在同一振型条件下,水翼不同位置点的阻尼比基本保持不变,最大偏差为5.8%;相比空气环境,水中水翼各阶固有频率下降率在6.49%～26.73%之间,各阶模态对应的振型未见明显差异;水中振动水翼阻尼比变化趋势依赖于具体振型,其中,1阶弯曲、1阶扭转和1阶弯扭振型对应的阻尼比分别增大13.09%、8.61%和14.34%,但2阶弯曲振型对应的阻尼比则减小16.25%。     

激光全息振动测量

全息摄影进行振动测量,是目前广为应用的一种较好的测试技术。其中用时间平均法来测量和分析诸如梁、叶片和板等的稳态振动,特别是测量振型,所需测试设备不多,方法简便,而测量结果直观,因此很适用于作教学实验.     

循环载荷冲击下滚滑轴承的振动特性

在深入研究其结构和工作机理的基础上,建立一种新型轴承的振动物理模型,运用振动力学的相关理论,建立其数学模型,通过数学模型,得出其固有振动的特征方程及特征解;由系统的固有振动方程得出伴随矩阵,由伴随矩阵求出其主振型,由主振型得出主质量矩阵,由主质量矩阵得出正则振型矩阵,最后得到该新型轴承系统的稳态响应表达式.通过稳态响应表达式分析系统的振型及振幅,并通过计算和试验分析了影响系统振幅的一些因素.研究结果表明:系统的主振型为内圈在x和y方向上作同为正向或同为负向振动和内圈在x和y方向上作正负相反方向振动两种,新型轴承产生共振的影响因素为内圈质量、滚子个数、内圈旋转位置、滚子的横向刚度、滑块与内外圈之间的油楔刚度,当这些因素以一定方式结合且其值等于激振频率时,系统将产生共振,新型轴承产生振动的振幅在内圈转动过程中无变化、与其滚子个数及滚子横向刚度大小成反比.     

非接触型超声电机的圆筒形定子的振型测量技术

用壳体理论对圆筒非接触型超声电机的圆筒形定子建模，得到了定子振型的筒壁径向振幅、端面垂向振幅和筒壁母线的径向振幅的理论关系。利用这个关系，提出一种间接测量圆筒周向振幅分布的方法。最后，通过实验验证了该方法的实用性，并指出该方法不仅适用于圆筒低阶振型的测量，对复杂的高阶振型也同样适用。     

激光多普勒离面振动测量的研究

提出了一种新型可辨向激光多普勒离面振动测试仪,计算并分析了激光多普勒技术的双相检测和矩形光栅的衍射光强分布.采用相位光栅作为光学混频器件,消除了信号的相互干扰,提高了测量的信噪比并充分的利用了光能.实验结果表明,该系统能有效地实现可辨向离面振动的测量,测量距离范围广,并可获得较高的精度.     

利用数字全息干涉术测量电路板的连续弯曲形变

采用离轴菲涅耳数字全息干涉术实现了对电路板表面的连续弯曲形变测量。在电路板两端依次施加0.01mm至15mm位移载荷过程中,记录了1 501幅全息图。通过相邻两幅全息图数值重建的复振幅相位分布相减得到干涉相位差,根据相位差与离面位移的关系计算得到照明测量区域的离面位移,通过累加获得了施加1～15mm位移载荷时电路板表面的弯曲形变测量结果。由5块相同规格电路板上照明测量区域中同一电容中心点的离面位移,计算得到测量结果的A类不确定度不超过0.008mm,加载夹具引起的测量结果的B类不确定度为0.003 5mm,测量结果的合成不确定度不超过0.008 7mm。实验表明这种利用离轴菲涅耳数字全息干涉术测量物体大位移连续弯曲形变的方法具有良好的重复性和稳定性。     

利用ANSYS模态分析的组合式圆振动筛降噪研究

针对组合式圆振动筛的降噪问题,提出了利用ANSYS软件的模态分析与噪声测量试验相结合的分析方法,找出模态频率与噪声源之间的联系,进而采取降低振动筛噪声的相应措施。通过模态分析预测筛体的模态频率分布和各阶振型形态,分析可知,振动筛的模态频率远离工作频率,不会因共振而产生强烈噪声。筛体4阶以上的振型都做高频振动,其频率远远高于工作频率,筛体零/部件的高频弹性振动是产生噪声的根本原因。通过振动筛噪声测量试验,分析噪声的幅频特性和功率谱,噪声具有明显的中低频特性,这些噪声多数由筛体零/部件的高频弹性振动引起。分析振动筛的模态频率、振型和噪声频谱,找出噪声产生的根源,提出通过减小筛体零/部件的高频弹性振动的振幅来降低振动筛噪声的措施。     

Measurement of continuous bending deformation for circuit boards by digital holographic interferometry

采用离轴菲涅耳数字全息干涉术实现了对电路板表面的连续弯曲形变测量.在电路板两端依次施加0.01 mm至15 mm位移载荷过程中,记录了l 501幅全息图.通过相邻两幅全息图数值重建的复振幅相位分布相减得到干涉相位差,根据相位差与离面位移的关系计算得到照明测量区域的离面位移,通过累加获得了施加1～15 mm位移载荷时电路板表面的弯曲形变测量结果.由5块相同规格电路板上照明测量区域中同一电容中心点的离面位移,计算得到测量结果的A类不确定度不超过0.008 mm,加载夹具引起的测量结果的B类不确定度为0.003 5 mm,测量结果的合成不确定度不超过0.008 7 mm.实验表明这种利用离轴菲涅耳数字全息干涉术测量物体大位移连续弯曲形变的方法具有良好的重复性和稳定性.     

基于光纤的三维电子散斑干涉测量系统设计

为了实现物体三维变形非接触测量,设计了基于电子散斑干涉技术的三维变形测量系统。该系统中采用了一分五型分束光纤,这根光纤在系统中起到分光和传光的作用,使系统所需器件相比一般的设计系统要少。为了获得变形的量化数值,系统将电子散斑技术与相移技术结合在一起,由压电陶瓷引入相移,并采用“4+1”相移算法计算变形量。该系统可以实现面内及离面变形的独立测量,进而实现物体三维变形的测量。以带缺陷的木板和钢板为测试对象,进行了物体面内、离面和三维变形的测量,结果表明设计系统可以实现各种变形的测量。     

空间载波数字散斑干涉脉动微变形的全场测量

本文运用空间载波数字散斑干涉法测量薄板的离面脉动微变形,实现了对非周期或非规则周期振动的动态定量测量,克服了传统频闪法数字散斑干涉测量对振动频率稳定性的严格要求。理论和试验证明,本方法能够测量微纳米级别的全场脉动变形,最大可测脉动频率与相机帧率和变形幅度相关。     

高频振动振幅的视觉测量

研究了运动模糊图像在空间域和频域上的数学模型,理论分析指出物体作高频谐波振动时运动模糊成像的频谱上会由于Bessel函数的零点的存在而形成系列暗条纹。提出利用CCD摄取一幅振动模糊图像,经二维傅里叶变换,并采用图像处理技术检测频谱上直线条纹的位置,即可实现高频振动振幅的图像测量,测量结果为亚像素级的精度。