Применение цифровой корреляционной спекл интерферометрии для изучения деформирования объектов

Вид материала

Документы

Подобный материал:

• Методика электронной спекл-интерферометрии для контроля качества многофункциональных, 89.41kb.
• О возможностях применения цифровой голографической интерферометрии для дефектоскопии, 35.2kb.
• Название файла, 41.21kb.
• Стержневая модель материала, 14.43kb.
• Н. Э. Баумана карпухин в. А. Методические указания, 305.09kb.
• Рассматривается проблема коррекции изображений документов, снятых цифровой фотокамерой,, 33.11kb.
• Исследование деформирования и разрушения конструкционных сталей, подвергнутых интенсивной, 102.18kb.
• Реферат, 73.18kb.
• «Обработка изображений» Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет, 15.75kb.
• Лекция №6. Структура биологии как науки. Ранние этапы эволюции жизни, 433.89kb.

А.В. ОСИНЦЕВ, А.С. ПЛОТНИКОВ, В.П. ЩЕПИНОВ

Московский инженерно-физический институт (государственный университет)


ПРИМЕНЕНИЕ ЦИФРОВОЙ КОРРЕЛЯЦИОННОЙ

СПЕКЛ ИНТЕРФЕРОМЕТРИИ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ДЕФОРМИРОВАНИЯ ОБЪЕКТОВ


Представлены результаты использования метода цифровой корреляционной спекл интерферометрии для экспериментального изучения деформирования твердых тел с шероховатыми поверхностями. Применение метода цифровой спекл интерферометрии существенно сокращает время, материальные затраты на проведение эксперимента, упрощает экспериментальную базу. Значительно расширяет возможности метода и круг решаемых задач по сравнению с методом голографической интерферометрии, позволяет проводить исследования на объектах в условиях реального нагружения.


Голографическая интерферометрия, как метод регистрации малых перемещений сформировалась достаточно давно. Это высокоточный, бесконтактный, полевой, оптический метод регистрации деформаций. Суть метода заключается в регистрации голограмм объекта до и после деформирования, с последующим восстановлением сразу двух голограмм исходного и деформированного состояний объекта. Волны в восстановленных голограммах интерферируют и на результирующем изображении объекта образуют картину интерференционных полос, которая однозначно связана с перемещениями точек поверхности [1].

Для получения голографических интерферограмм необходимо сложное экспериментальное оборудование. Это источники когерентного излучения – лазеры, виброизолированный стол, на котором собирается оптическая схема интерферометра, а так же регистрирующие среды, как правило, это фотопластинки, которые после экспонирования требуют фотохимической обработки. Все это приводит к тому, что исследования проводятся в лаборатории, на голографической установке, регистрация интерферограмм и получение картины интерференционных полос, содержащих информацию о характере деформирования объекта, осуществляется крайне медленно. Для получения картины интерференционных полос одного деформированного состояния объекта необходимо время порядка 30 минут. Это накладывает существенные ограничения на круг решаемых задач и выбор объектов исследования.

Появление полупроводниковых лазеров, цифровых камер и достаточно мощных и быстрых компьютеров, привело к возникновению новых передовых методов регистрации деформаций объектов, таких как цифровая корреляционная спекл интерферометрия [2].

В основе метода лежит когерентное сложение спекл полей, образованных при освещении шероховатой поверхности тела когерентным светом, с опорной волной. В качестве опорной волны может быть использовано, как другое спекл поле, так и обычная плоская или сферическая волна. В этом случае распределение интенсивности результирующей спекл структуры будет зависеть от относительного фазового сдвига складываемых полей. Деформация тела приводит к изменению фазы объектного спекл поля и, соответственно, к изменению интенсивности в спекл структуре. Регистрация на компьютере таких спекл структур производится при помощи ПЗС-матрицы. При вычитании спекл полей непосредственно в компьютере образуется картина корреляционных полос, которая при расшифровке интерпретируется и преобразуется в поле перемещений, исключив тем самым стадию ввода интерференционных полос и упростив их обработку. Скорость регистрации составляет порядка 30 состояний объекта в секунду.

Целью исследования являлось изучение возможности метода цифровой корреляционной спекл интерферометрии для изучения деформирования объектов. В докладе представлены результаты экспериментального тестирования метода при решении следующих задач:

• регистрация вектора перемещений;
  
• определение собственных частот и форм колебаний;
  
• решение контактных задач [3];
  
• изучение ползучести;
  
• определение остаточных напряжений.
  

В заключении следует отметить, что в ходе проведенных исследований было установлено, что применение метода цифровой корреляционной спекл интерферометрии позволяет существенно упростить технику эксперимента и расширить круг решаемых задач.


Список литературы

1. Островский Ю.И., Щепинов В.П., Яковлев В.В. Голографические интерференционные методы изучения деформаций: М. Наука, 1988. 248 с.: ил.
   
2. Джоунс Р., Уайкс К. Голографическая и спекл-интерферометрия. М.: Мир, 1986. 327с.: ил.
   
3. Юрищева С.А., Осинцев А.В., Щепинов В.П. Применение метода цифровой спекл интерферометрии для изучения контактных взаимодействий.// Науч. сессия МИФИ-2006: Сб. науч.тр.:В 14т.М.: МИФИ, 2006. Т.8. С.120-121.