基于数字全息的三维面形测试

三维面形测量一直是质量检测和逆向工程等领域的重要研究课题。基于双曝光数字全息干涉术的原理,设计了数字全息记录测试装置,实现了三维面形的非接触测量;基于双光源法,在物光路采用垂直光轴方向移动透镜的方法,代替了直接倾斜反射镜改变照明光束倾角的方法,实现了对物体面形的不同灵敏度测量。基于相移干涉术的原理,实现了四步数字相移法,省去了压电位移器、位相控制器等硬件,简化了装置,从而实现了数字全息三维面形测试。实验表明,该方法操作简单,测量精度高,并且简化了测试光学系统,其在照明光束角度改变量Δβ=0.0382°时的精度可以达到2μm。     

夹层全息干涉法原理及其应用于变形物体的应力测试

夹层全息于涉法首先是由Nils Abramson提出的,并且研究了在特殊情况下,物体的面内、离面位移情况。本文给出了夹层全息干涉法测试面内位移所引起的应变和应力的一般计算公式,并提出用位移等值线的二阶导数,及条纹的二阶导数来计算由面内位移产生的应力,利用夹层全息于涉法测试物体的位移及应变与其它全息术相比,具有很多优越性。     

四边固支中心受集中力矩形薄板计算程序及全息法和散斑法测试结果

本文用力法编制了四边固支中心受集中力矩形薄板问题的计算机程序,可计算各点的挠度、斜率、剪力和弯矩;并用双曝光全息干涉法和夹层全息干涉法以及四孔散焦散斑干涉法分别对其挠度和斜率进行了测试,结果较为满意,说明这几种方法能很好地用于板的测试。     

一种应用相移法的三维形貌测量方法

为了测量物体的三维形貌,通过投射正弦光栅,采用四步相移法求得包裹相位;运用质量引导路径解包裹方法对包裹相位进行解包裹处理,得到正确的相位值;最后通过三维重建获得物体的三维形貌。用人脸面具进行试验。结果表明:通过该方法能正确、清晰地呈现所测物体的三维形貌特征。     

基于C8051F340的三维测量仪器开发

根据投影栅相位轮廓术的四步相移法开发三维测量仪器,介绍仪器的测量原理,设计光学投影系统、相移机构及图像采集模块来实现四步相移法,利用C8051F340单片机搭建硬件控制平台并开发了相应的控制软件。研制出一台三维测量仪器,完全满足工业及相关三维测量的需求。仪器具有体积小、操作方便、测量速度快、精度高的优点,并且是基于USB接口的数据通信,易于移动。     

拱坝三维有限元等效应力应用及对比分析

有限元等效应力是拱坝设计规范规定的强度校核方法和设计标准,在介绍了其基本理论和计算方法的基础上,结合工程实例介绍有限元等效应力的运用,按规范规定的强度标准进行校核,计算结果合理有效,同时与其它计算方法进行了比较分析,揭示了拱坝等效应力计算研究对工程的意义,得出有益结论,为拱坝结构计算研究提供参考.     

针对某车架的强度分析及应力应变测试

本文针对某车架道路可靠性试验出现的开裂问题,分别进行了车架修改前后的强度分析和应力-应变检测试验。结果显示,强度分析和检测试验的应力数值有些偏差,但应力分布趋势基本一致。同时,结构修改后的强度好于原结构,由此证明了仿真分析加物理测试是有效的产品开发及优化手段。     

挖掘机动臂应力测试及优化

动臂是挖掘机的主要承力部件,在施工时会承受较大的交变复合应力和复杂的瞬态冲击载荷.基于CATIA软件建立挖掘机动臂的实体三维模型,并根据有限元分析结果制定动臂瞬时应力的检测方案.通过实测数据与有限元计算数据的对比,在验证有限元分析可靠性的基础上,优化动臂模型,指导实际生产.     

基于有限元方法的 SMILE 角膜建模及术后变形和应力分析

为探究飞秒激光小切口角膜基质透镜取出术(Small incision lenticule extraction,SMILE)术后角膜的变形和应力变化,本文采用Odgen超弹本构方程来描述角膜力学行为,构建角膜有限元模型,在14、16、18和20 mmHg四种眼内压作用下仿真SMILE角膜屈光手术矫正屈光度(-1～-6 D)、中央角膜厚度(480～630μm)、角膜切削直径(4～8 mm)对术后角膜内表面中央顶点位移差的影响,并研究术后角膜内表面整体位移和等效应力变化.结果表明,在相同眼内压作用下,角膜内表面中央点位移差与矫正屈光度呈近似线性增长;中央角膜越厚,角膜内表面中央点位移变化则越小;角膜切削直径越大,角膜内表面中央点位移差变化越显著.对中央角膜厚、矫正屈光度低、切削直径小的患者,行SMILE术后,角膜变形较小,手术安全性高,术后不易诱发角膜扩张膨隆.本文工作可为临床近视眼角膜SMILE屈光手术术前准备和术后效果预测提供参考.     

岩石爆破作用的激光全息研究

在国内首次建立了爆炸加载全息干涉实验系统,阐述了三维模型动态位移场定量分析的基本原理．应用全息干涉法记录了大理石模型中爆炸应力波所引起的表面位移的直观全场信息．研究结果表明：集中药包在岩石表面爆破时,Ｒ波是起决定作用的波系,表面位移的主要分量是离面位移和径向位移;切槽孔爆破时,切槽尖端产生拉应力集中,有利于裂纹的定向产生     

压剪应力作用下岩石变形破裂全程动态监测研究

将实时激光全息干涉测量系统与岩石力学压剪加载系统相结合，通过图像采集系统实时动态捕获了压剪应力作用下板岩岩样压剪破坏过程的实时全息图．定量计算和描述了岩石裂纹扩展速率、演化路径和破坏形态．为岩石损伤断裂力学的实验测量探索出一条新途径．     

基于两种本构模型的堆石坝应力变形比较研究

采用邓肯E-B模型与椭圆-抛物双屈服面模型对两岔河心墙堆石坝进行有限元应力变形分析,比较两种本构模型在正常高水位的满蓄期计算得到的坝体应力应变差异。结果表明:(1)两种模型计算的坝体沉降较为接近,邓肯E-B模型计算最大沉降稍小;邓肯E-B模型计算的顺河向水平位移与双屈服面模型相比,上游位移与下游位移均偏大。(2)受心墙拱效应影响,无论邓肯E-B模型还是双屈服面模型,心墙内的主应力均比过渡层小,小主应力均为正,心墙内均未出现拉应力。相比于双屈服面模型,邓肯E-B模型计算的心墙应力受心墙拱效应更为明显。(3)满蓄期防渗墙小主应力在左右岸角部出现拉应力,两种模型计算的拉应力区分布规律基本一致,但双屈服面模型计算的拉应力的值及变化梯度均大于邓肯E-B模型。     

上颌中切牙在不同角度载荷下牙本质应力分布的三维有限元研究

本研究以上颌中切牙天然牙为解剖学基础建立了三维有限元模型。分别以生理载荷、垂直载荷、４５°载荷及水平载荷作用于牙体,通过计算得到了不同载荷作用下牙本质的应力分布并进行了比较。     

材料参数对金属三维塑压过程变形行为影响的数值研究

根据一种新的本构关系,导出了基于这种本构关系的刚粘塑性有限元公式,并对三维塑压过程变形行为进行数值模拟。研究了材料硬化指数n和速率敏感性指数m对三维塑压过程变形行为的影响。     

小腿肢体残端的三维有限元应力分析

通过建立三维线性有限元模型来分析在集中载荷作用下小腿肢体残端的应力分布,且分析了不同边界条件对肢体残端应力分布的影响。此模型基于残肢、骨的三维几何形状,考虑残肢表面的不同位移约束条件、小变形假定,同时假定软组织和骨都为线弹性材料。得到了在集中载荷作用并考虑位移约束条件下肢体残端的最大主应力和剪切应力分布情况,并对此进行了比较和分析,此模型可以预测在不同载荷作用和不同位移约束条件下肢体残端的应力分布,可作为假肢优化设计的依据。     

格宾挡墙应力变形特性试验研究及计算分析

格宾挡墙作为一种新型的支挡结构,虽然可采用传统力学方法进行设计,但无法掌握其变形特性.为了确切地掌握格宾挡墙结构的应力变形特性,通过对多组格宾单体结构进行压缩和直剪试验,推算出格宾单元的黏聚力c和内摩擦角φ,并据此以案例形式采用有限元的方法分析了格宾挡墙的应力变形特性,为工程设计提供理论参考.     

初始残余应力和切削残余应力对薄壁件加工变形的影响

为了研究毛坯件的初始残余应力和切削加工过程中产生的切削(残余)应力对薄壁件变形的影响,对铸造铝合金锥形体毛坯薄壁件进行钻孔法残余应力测试,根据测试结果分别建立包含初始残余应力的有限元切削模型、没有初始残余应力的有限元切削模型及采用有限元生死单元法的模型,并进行分析.3种模型的对比结果表明:初始残余应力与切削(残余)应力均对加工结束后工件的变形产生显著的影响,其中切削(残余)应力对于变形的影响最大.     

基于ANSYS的有限宽板孔边应力集中分析

应用ANSYS数值模拟的方法研究了含圆孔有限宽度薄板孔边应力集中问题.分析表明:圆孔附近发生了明显的应力集中现象,且孔径越小应力集中越明显,应力突然变大的趋势越快.