工程實(shí)驗(yàn)力學(xué)第9章-云-紋-法課件

1、工程實(shí)驗(yàn)力學(xué)第9章云紋法9.1引言9.2平面云紋法9.3云紋法測量物體等高線、離面位移及其導(dǎo)數(shù)9.1引言1)設(shè)備簡單，操作方便。2)適用范圍廣，尤其適用于大變形和彈塑性變形的測量。3)可應(yīng)用在靜載、動載、高溫等特殊工況下的測量。4)在復(fù)合材料力學(xué)方面有廣泛的應(yīng)用前景。9.1引言圖9-1云紋原理示意和云紋柵板a)不同角度和不同柵線距的柵板疊加b)云紋柵板9.2平面云紋法9.2.1云紋應(yīng)變分析的幾何法9.2.2云紋分析的位移場法9.2.3平面云紋應(yīng)變記錄裝置9.2.4柵板的制造9.2.5柵板種類9.2.6提高云紋法精度的一些技術(shù)9.2.1云紋應(yīng)變分析的幾何法1.拉伸和壓縮應(yīng)變的測量2.純切應(yīng)變的測

2、量1.拉伸和壓縮應(yīng)變的測量(1)平行云紋法將試件柵和基準(zhǔn)柵的柵線與欲測應(yīng)變方向垂直放置，設(shè)試件柵與基準(zhǔn)柵的柵距相等。(2)轉(zhuǎn)角云紋法將試件柵與拉伸或壓縮的方向垂直放置，基準(zhǔn)柵與試件柵交叉放置，兩柵夾角為，可看到兩柵線交叉點(diǎn)連線形成亮帶云紋，亮帶之間為暗條紋。1.拉伸和壓縮應(yīng)變的測量圖9-2拉伸和壓縮時(shí)的云紋條紋(1)平行云紋法將試件柵和基準(zhǔn)柵的柵線與欲測應(yīng)變方向垂直放置，設(shè)試件柵與基準(zhǔn)柵的柵距相等。(2)轉(zhuǎn)角云紋法圖9-3轉(zhuǎn)角云紋原理圖a)參考柵傾斜角形成云紋條紋b)試件拉伸后云紋條紋轉(zhuǎn)角c)試件壓縮后云紋條紋反向轉(zhuǎn)角d)轉(zhuǎn)角云紋的幾何分析2.純切應(yīng)變的測量圖9-4云紋法測切應(yīng)變原理圖9.2.

3、2云紋分析的位移場法圖9-5云紋分析的位移場法9.2.2云紋分析的位移場法圖9-6對徑受壓圓盤的云紋圖a)與水平方向位移u有關(guān)的云紋條紋b)與垂直方向位移v有關(guān)的云紋條紋9.2.3平面云紋應(yīng)變記錄裝置1.透射式(圖9-7)2.反射式(圖9-8) 3.非接觸式(圖9-9)1.透射式(圖9-7)圖9-7透射式云紋光路2.反射式(圖9-8)圖9-8反射式云紋光路3.非接觸式(圖9-9)圖9-9非接觸式云紋光路9.2.4柵板的制造1.試件柵直接刻在試件表面上2.照相復(fù)制法1.試件柵直接刻在試件表面上1)光刻法：先在試件表面上涂上感光材料形成感光膜，再用高精度母板對準(zhǔn)感光膜進(jìn)行曝光，顯影后用冷水沖走未感

4、光的藥膜，然后對未感光部分進(jìn)行腐蝕，最后清除藥膜，于是在試件上留下柵線。2)機(jī)刻法：用刻線機(jī)在試件表面直接刻柵。2.照相復(fù)制法圖9-10可撕膜軟片9.2.6提高云紋法精度的一些技術(shù)1.條紋的錯(cuò)配法(或載波法)(mismatch)2.用光學(xué)方法倍增條紋1.條紋的錯(cuò)配法(或載波法)(mismatch)(1)線性錯(cuò)配可利用參考柵與試件柵節(jié)距不等，產(chǎn)生初始條紋，如圖9-11a所示。(2)旋轉(zhuǎn)錯(cuò)配線性錯(cuò)配條紋是平行于參考柵的柵線方向的，它的效果是使其垂直方向的導(dǎo)數(shù)v/y取得更為精確，但它對計(jì)算橫向?qū)?shù)v/x沒有任何幫助，為了增加x方向的導(dǎo)數(shù)，就要采用旋轉(zhuǎn)錯(cuò)配的技術(shù)，這可將試件柵稍稍旋轉(zhuǎn)得到，如圖9-12所示。1.條紋的錯(cuò)配法(或載波法)(mismatch)圖9-11線性錯(cuò)配原理圖2.用光學(xué)方法倍增條紋圖9-12旋轉(zhuǎn)錯(cuò)配圖2.用光學(xué)方法倍增條紋圖9-13光學(xué)方法倍增條紋原理圖9.3云紋法測量物體等高線、離面位移及其導(dǎo)數(shù)9.3.1陰影云紋法9.3.2投影云紋法9.3.3反射云紋法9.3.1陰影云紋法圖9-14陰影云紋法原理圖9.3.1陰影云紋法圖9-15用陰影云紋法得到的人體表面等高線圖9.3.2投影云紋法圖9-16投影云紋法測表面輪廓的光路9.3.2投影云紋法圖9-17用投影云紋法測試一個(gè)球冠表面輪廓的過程9.3.2投影云紋法圖9-18轎車表面輪廓的等高線