透視測(cè)量樹脂基復(fù)合材料內(nèi)部變形場(chǎng)和應(yīng)變場(chǎng)分布.pdf

1、復(fù)合材料是由兩種或兩種以上物理和化學(xué)性質(zhì)都不同的物質(zhì)以物理形式組合而成的材料。復(fù)合材料具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、加工成型方便、彈性優(yōu)良、耐化學(xué)腐蝕等特點(diǎn)，被廣泛大量應(yīng)用于航空航天，海洋船舶，汽車工業(yè)，電子工業(yè)中和日常人們生活中。復(fù)合材料力學(xué)的宏觀物理力學(xué)性能測(cè)量包括彈性常數(shù)、強(qiáng)度，材料的各向異性，變形場(chǎng)和應(yīng)變測(cè)量等參數(shù)測(cè)量。在復(fù)合材料使用中，其材料的力學(xué)特性發(fā)揮著關(guān)鍵的作用，確保復(fù)合材料的使用安全。本文在多種測(cè)量技術(shù)的研究基礎(chǔ)上，提出了基于邁

2、克爾遜干涉系統(tǒng)的波數(shù)掃描干涉的測(cè)量算法，高精度透視測(cè)量復(fù)合材料變形場(chǎng)和應(yīng)變場(chǎng)分布。該測(cè)量技術(shù)是高精度快速測(cè)量材料力學(xué)特性的方法。
　　本文介紹了光學(xué)工程中常用的光學(xué)干涉儀及其干涉儀的原理，為實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。重點(diǎn)介紹激光波數(shù)掃描干涉測(cè)量系統(tǒng)的邁克爾遜干涉光路干涉原理，測(cè)量系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括系統(tǒng)的整體架構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)設(shè)備的選型，加載裝置和實(shí)驗(yàn)樣件的設(shè)計(jì)和制作。從理論的角度闡明了基于邁克爾遜干涉儀結(jié)構(gòu)的激光波數(shù)掃描干涉

3、測(cè)量原理，波數(shù)監(jiān)測(cè)原理，變形場(chǎng)測(cè)量算法，壓縮變形場(chǎng)測(cè)量算法和應(yīng)變場(chǎng)測(cè)量原理。證明了其在復(fù)合材料力學(xué)特性測(cè)量中的可行性。分別對(duì)碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的離面位移變形場(chǎng)和樹脂基增強(qiáng)復(fù)合材料壓縮變形場(chǎng)分布測(cè)量數(shù)據(jù)如何處理提取計(jì)算進(jìn)行了說明。最后給出了各種復(fù)合材料的測(cè)量數(shù)據(jù)結(jié)果，處理方法和進(jìn)行分析，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)包括：玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料器件在不同加載量下的離面位移變形場(chǎng)和應(yīng)變場(chǎng)分布情況。給出等值線圖對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了詳細(xì)分析；碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料數(shù)據(jù)，給出了

4、在不同加載量下碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料表面變形場(chǎng)分布情況。對(duì)缺陷及無缺陷樣件的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以判斷實(shí)驗(yàn)測(cè)量變形場(chǎng)與應(yīng)變場(chǎng)的結(jié)果與理論分析相吻合。變形場(chǎng)和應(yīng)變場(chǎng)的在不同加載量下的變形量和應(yīng)變量呈線性變化規(guī)律。通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與論證，表明了激光波數(shù)掃描干涉測(cè)量方法是高精度透視和全視場(chǎng)非接觸式的測(cè)量方法，其實(shí)驗(yàn)測(cè)量系統(tǒng)具有較好的穩(wěn)定性，易操作，較高的信噪比，。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明了其理論的正確性。該測(cè)量方法在復(fù)合材料力學(xué)特性測(cè)量領(lǐng)域具有較