邹大庆[1]1996年在《云纹干涉法高温实验技术研究与应用》文中进行了进一步梳理本文全面回顾和讨论了云纹干涉法高温实验技术中各种实验方法的发展及其特点。 首次实现了云纹干涉法高温200℃复制试件栅工艺技术。应用该技术成功地获得了新型碳/双马复合材料复杂辅层层板的层间固化剪切应变。 应用高温试件栅复制技术,首次获得了160℃新型微电子封装组件BGA焊点的热变形分布,以及封装组件表面有效热膨胀系数的分布。 首次提出并实现了高频位相型曲面变形光栅复制技术,并成功地应用这一技术和云纹干涉法高温栅技术现场监测了电厂主蒸汽管道的蠕变应变。为电厂高温主蒸汽管道的寿命评估提供了重要依据。 首次采用耐高温零厚度光栅技术成功地获得了激光焊接热影响区的残余应力应变,为激光焊接的质量改进和工艺的参数优选提供了实验依据。
韩文梅[2]2005年在《应用云纹干涉法进行层合玻璃热应变的实验研究》文中研究表明军用飞机低空高速飞行时,鸟撞是航空界一直关注的问题。特别是风挡玻璃、雷达罩等迎风部件被撞几率极大。为此研制了各种型式的风挡玻璃,风挡玻璃不仅要求具有高的强度,而且工作中经受温度的剧烈变化是一个不可避免的问题。飞机风挡层合玻璃作为飞机上的重要部件,由两层或两层以上的硅酸盐玻璃和PMMA用透明中间层材料胶合而成,由于各层材料之间热膨胀系数的差异,在温度变化时,各层之间热胀冷缩和层间约束将产生温度应力。为了研究层合玻璃的热变形,为选择匹配的各层材质和粘接剂提供参考,本文将应用云纹干涉法对层合玻璃的热变形进行研究。 本文首次将云纹干涉法应用到国产层合玻璃热变形的研究中。首先建立并调试了高温云纹干涉法实验系统,应用此系统研究了飞机风挡层合玻璃的热应变。采用实时观测及
王国弢[3]1998年在《高温云纹干涉法及其应用》文中认为本文首先介绍了云纹干涉法的基本理论,着重对云纹干涉法应用于高温力学测量的各种实验方法和技术进行了系统全面地概括,并对国内外高温云纹干涉法的应用领域和研究历史及现状进行了综述。 在国内外相关研究的基础上,本文研制出用于高温变形实时测量的高温云纹干涉测试系统。该系统包括高温云纹炉及配套的加载系统、四光束云纹干涉仪以及抗高温氧化云纹光栅的制作工艺,同时结合计算机图象采集与处理技术,首次实现了对高温氧化条件下结构与材料变形的云纹干涉法实时测量。文中对该系统的工作原理和功能进行了详细介绍。 本文首次利用高温云纹干涉测试系统,对我国研制的几种新型航空发动机叶片定向结晶材料的高温弹性常数进行了测试,获得了材料从常温至1000℃高温氧化条件下的弹性模量、泊松比、剪切模量等弹性常数;同时,本文还对叶片材料的高温蠕变变形规律进行了研究,首次获得了材料沿不同方向的高温蠕变特性。实验结果表明,材料的弹性模量、剪切模量一般随着温度的增加而下降,但在某个温度范围基本不变,甚至随温度增加还略有上升。实验还发现材料在结晶方向和垂直于结晶方向的弹性常数和蠕变特性等力学性质具有很大的差异。实验结果将为我国发动机叶片材料的研究和发动机叶片设计提供重要数据。 本文利用高温云纹干涉法和高速摄影技术,首次实现了热冲击条件下云纹干涉法条纹的实时记录。使用大电流加热器对承受单向拉伸载荷的铝板进行快速加热,研究了铝板在不同预载和不同加热速率下的变形规律。该实验技术将为承受热冲击载荷的结构变形破坏机理研究提供有效的实验手段。 本文首次利用高温云纹干涉法对强激光辐照下的承受单向拉伸载荷铝板的动态变形破坏机理进行了研究,实时测量了铝板表面强激光辐照区域及周围热影响区域在强激光辐照过程中的动态变形破坏过程。实验结果表明:承受单向拉伸载荷的铝板,在一定的激光辐照参数下,对于较窄的铝板,光斑及热影响区域材料在辐照过程中温度不断升高,局部材料热软化引起承载能力不断下降,导致周围材料承受的应力不断增加,最终导致铝板发生颈缩直至被拉断:对于较宽的铝板,其破坏形式主要是光斑及热影响区域材料在激光辐照下引起的热应力导致的局部失稳破坏,铝板宽度和初始应力大小共同决定发生局部失稳的时间。本文还
刘杰[4]1999年在《多功能宏观/细观云纹干涉测试系统的研究及其应用》文中提出本文首先阐述了云纹干涉法的基本理论,概括介绍了云纹干涉法的载波技术,并介绍了国内外云纹干涉仪的研究概况及特点。同时对国内外云纹干涉法的应用领域和研究历史及现状进行了概述。 在国内外相关研究的基础上,本文研制出具有独特优点的多功能宏观/细观云纹干涉测试系统,该测试系统可以用于各种环境下的实时测量 三维位移场的同步直接测量是现代光测力学领域中的难题,本文研制的多功能宏/细观云纹干涉仪可以进行三维位移场的测量,并且首次利用载波技术实现了u、v场或u、v、w场的同步测量。作者在云纹干涉仪中使用了偏振相移技术,极大地提高了测量灵敏度。同时作者还研制出可与云纹干涉仪配套使用的多维调节加载系统、小型高温炉和小型低温恒温箱,极大地拓展了云纹干涉仪的应用范围。利用计算机图像采集与分析处理系统,实现了对高温、低温变形的实时测量。本文对该系统的工作原理和功能进行了详细介绍。 本文利用所研制的多功能宏/细观云纹干涉测试系统,对微型硅速度传感器进行了成功的测试,从所获得的实验结果中发现,在生产微型硅速度传感器的工艺中确实存在使其产生初应力的因素。目前对这种微观现象能够进行测试的方法还未见报道。实验取得的结果为国防领域中微型硅速度传感器的生产工艺的改进提供了重要的结果。 利用所研制的多功能宏/细观云纹干涉测试系统,对新型微电子封装组件BGA在低温下的热变形进行了实时观测和分析。实验结果表明,由于热膨胀系数的不匹配,导致了BGA组件焊点上存在着很大的剪切热应变和较大的剪应变集中。实验所获得的封装组件表面热应变的分布结果,是进一步理论分析和数值计算所必须的边界条件。作者在本实验中还通过对试件的剖面和上表面热应变的分别测量验证了测量结果是相同的。 形状记忆合金是一种非常好的智能材料,在微型机械、医疗设备和航空合金设备已被广泛使用。其力学性能如何将直接影响到应用效果和应用范围。作者利用多功能宏/细观云纹干涉测试系统研究了单晶CuAlNi形状记忆
邢永明[5]2000年在《纳米云纹技术及其应用》文中提出本文提出利用晶体(原子或分子)的规则排列结构做光栅的纳米云纹法。用晶体材料作试件,利用高空间分辨电子显微技术(HREM)记录晶格的变化,把它作为试件光栅,与一标准参考栅叠合形成云纹条纹。经光学滤波后,可以得到高质量的云纹图。根据云纹图可以观察纳观力学现象,如位错、层错、原子键裂,也可以在纳观尺度下定量测试位移、应变、晶体滑移等力学参数。该方法对应的测试灵敏度目前可达到0.1nm,还具有很高的条纹空间分辨率,可以在很高的应变梯度下测试几个纳米范围内的变形规律,具有定量、直观、相对大视场、高灵敏等优点,为纳观力学研究提供了新的实验手段。在典型试验中,用Au单晶作试件得到了高质量的云纹图,观察到了Au单晶中的位错、层错、键裂等现象,测试了非晶态夹杂周围的变形场,实验证明了它的可行性。基于纳米云纹法这一新技术,本文做了以下工作:①研究了Si单晶中裂尖在纳观尺度下的力学行为,在裂尖前方的滑移带上首次观察到了著名的Peierls型位错的存在,并得到了微裂纹裂尖的纳观应变场,证实在裂尖前方10个纳米之外,应变分布与线弹性断裂力学预测相吻合。裂尖的微观破坏过程可概括为:发射少量位错后裂纹发生解理破坏,并以阶梯方式向前扩展。②深入到位错结构内部及其周围邻近地区,研究Si和Au单晶中单个位错周围的位移场,将它与Peierls-Nabarro模型进行了比较。实验结果发现,一些位错与Peierls-Nabarro模型吻合较好,而另一些位错引起的晶格变形远比Peieris-Nabarro模型预测的要广泛,但应变集中程度没有理论预测那么剧烈。在同一种材料中不同位错的宽度可能不同。③在纳观尺度下研究了GaAs/Si界面附近的位错分布规律和变形场,在界面附近观察到了一些零星位错,它们是由制造过程中的温度效应造成的,测量了垂直于界面方向的应变规律。同时也证实,纳米云纹法可以被用来测量纳米级界面附近的变形场,为界面力学的研究提供一种实验手段。最后,用云纹干涉法研究了叠层复合材料层缩区的破坏机理,发现了层缩区的三种破坏模式。
胡琦, 李禾, 严超华[6]2007年在《密栅云纹干涉法高温实验技术研究与应用》文中进行了进一步梳理运用云纹干涉法的波前干涉原理和非接触测量面内位移方法,通过变形栅衍射的不同波前相干涉所产生的条纹来获取变形信息,对试件的弹性模量和泊松比进行测量,并将此方法应用于高温环境下航空高温合金材料的弹性模量和泊松比的测量.
勾靖国[7]2008年在《层合玻璃热变形的实验研究和数值分析》文中提出飞机在高速飞行中由于气动加热和环境温度的变化,使风挡舱盖表面温度急剧上升。由于约束的限制,工作温度的变化及温度梯度的存在,致风挡发生一定的弯曲变形,对风挡的位移和应力有一定的影响。飞机风挡玻璃不仅要求具有高的强度,而且工作中经受温度的剧烈变化是一个不可避免的问题。风挡材料是一种层合玻璃,层合玻璃是由较大弹性模量的透明材料和较小剪切模量的软胶层层合而成,两层透明材料通过中间的软胶层粘结。因软胶层的剪切模量与温度相关,随温度升高而减小,温度降低而增大,所以层合玻璃的力学性能受环境温度的影响很大。此外,由于各层材料之间热膨胀系数有很大的差异,所以温度变化会引起很大的层间剪应力,层间剪应力对风挡的力学性能有很重要的影响。因此研究飞机风挡在温度载荷作用下的层间剪应力分布具有重要意义。本文用云纹干涉法对风挡材料试件进行了热变形实验研究,从20℃逐渐升温到50℃,每升高10℃记录干涉条纹图,得到了高分辨率的云纹图。由此计算出层间剪应力沿纵向的分布情况。同时采用结构非线性动力分析程序LS-DYNA对层间剪应力沿纵向分布情况进行了数值模拟,给出了层间剪应力沿纵向的分布。有限元模拟结果和云纹干涉法的实验研究对比表明,两者变化趋势相同。即层间剪应力由对称中心向边缘逐渐增大,在对称中心为零,边缘处最大。如果仅考虑温度载荷对层间剪应力的影响,透明件材料相同时,胶层厚度越大层间剪应力越小;当胶层的厚度相同时,各层材料的热膨胀系数差别越大层问剪应力越大。同时理论分析了膨胀系数相差一个数量级的两种透明材料的非对称层合结构在均匀变温下的热应力的分布。为层合玻璃复合结构作为飞机风挡的可行性分析提供理论基础。
陈英[8]2007年在《SiC/Al双材料及梯度功能材料的力学分析》文中研究指明梯度功能材料(Functionally Graded Materials)组分连续渐进过渡的结构特点大大地改进了异种材料间的连接方式，应用前景甚为广阔。其中陶瓷／金属梯度功能材料具有缓和热应力和满足一定机械强度的特点，其研究和发展最为活跃。本文通过试验与数值模拟法，对SiC／Al功能梯度材料以及双材料的高温力学性能进行研究，得到该材料常温及高温下的力学性能，为该材料在工程中的应用提供了实验依据。本文首先运用有限元方法对SiC／Al焊接双材料结构的残余应力进行数值模拟分析，得到焊接过程任意时刻的温度场、应力场变化情况和残余应力分布。本文采用无压渗透法制作具有四个梯度层的FGM三点弯试件，运用高温云纹干涉法分别测试了FGM在机械载荷、热载荷及两者共同作用下的变形情况，得到了这三种受力状态下的纵向应变，横向应变和剪应变分布。同时，用ANSYS软件数值模拟了FGM和双材料在上述相同载荷条件下的分布情况，并进行两部分的对比：一是FGM实验结果与数值计算结果的对比，论证了云纹干涉法用于FGM应变测试的可行性和可靠性，为FGM设计与制备提供有效数据；二是FGM和双材料的数值结果对比，结果显示FGM相对于双材料具有大大缓和热应力的性能。本文对FGM的断裂力学性能方面进行了实验与数值分析。采用三点弯曲试验和紧凑拉伸试验分别对预制Ⅰ型裂纹平行梯度方向和垂直梯度方向的两种裂纹扩展情况进行了分析讨论，并求得断裂韧性K_(1C)值。同时，对含预制裂纹的三点弯曲试验进行数值模拟，计算出Ⅰ型应力强度因子K_1随载荷的变化关系。
刘杰, 温秀梅, 罗晓春, 戴福隆[9]1998年在《云纹干涉法高温实验技术测量材料热膨胀系数》文中研究说明材料的热膨胀系数是工程上非常重要的数据,云纹干涉法高温实验技术在近些年来发展的很快,使用该技术测量材料的热膨胀系数是非常有效的,并且测量技术简便,结果准确。本文对玻璃、石英和构成线路板的玻璃纤维复合材料分别进行了测量,并对结果进行了有关的讨论。
仇巍[10]2004年在《压电陶瓷的云纹干涉实验技术与图像处理方法的研究》文中进行了进一步梳理云纹干涉法是一种高灵敏度、高对比度、非接触、实时观测、全场分析的光测力学实验技术；压电陶瓷智能结构以其力电耦合性强、线性控制、高灵敏低迟滞等优点在军工、民用、科研领域都得以广泛应用。压电陶瓷结构在实际应用中存在许多力学问题，亟需采用高灵敏度、非接触而且全场分析的方法进行实验研究。本文在自行开发云纹干涉图像处理软件，提出、建立RIPI区域去包裹法和硅橡胶试件栅——绝缘隔层一体化实验技术的基础上，对压电陶瓷结构的实验研究。本文针对低质量实验图像的处理，对云纹干涉图像处理各步骤中的常用方法进行了对比、讨论和整合，并自行编制了一套集图像的读取存储、条纹处理、相位提取、变形计算各项功能于一身，能够独立完成实验结果分析整个流程的云纹干涉图像处理软件。本文针对云纹干涉图像去包裹处理中容易产生“拉线”或有效数据丢失的问题，提出了一种新的去包裹方法RIPI。本文给出了RIPI的三步实用算法，引入了数据结构中树的先根遍历原理，提出了区域积分的思想，并将RIPI应用于云纹干涉实验图像处理。应用结果及其与其他方法的比较表明：着眼于整体又尊重局部的RIPI对云纹干涉实验图像特别是质量差的图像处理效果比较理想。本文针对压电陶瓷实验的高电压绝缘问题，提出并建立了硅橡胶试件栅——绝缘隔层一体化的实验技术。本文通过将该技术应用于对压电陶瓷结构的云纹干涉实验研究，证实了一体化实验技术的可行性、有效性和可靠性；再配合自行编制的图像处理软件，能够完成对压电陶瓷结构进行精密、全场的实验分析，能够为解决压电陶瓷结构应用中的力学问题提供有效的实验手段和可靠的实验依据。本文最后针对一个工程中实际应用的多层压电陶瓷位移执行器，基于实验和数值模拟结果进行了强度和几何优化分析。分析得出：内部电极端部附近区域内的电场集中引起的强烈的应力集中和奇异性是导致压电多层结构断裂破坏的主要原因；在保证结构功能和工艺上易于实现的基础上，将内部电极端部优化角度控制在[125?, 110?]内的几何优化设计能够大幅提高多层压电结构的强度和可靠性。
参考文献：
[1]. 云纹干涉法高温实验技术研究与应用[D]. 邹大庆. 清华大学. 1996
[2]. 应用云纹干涉法进行层合玻璃热应变的实验研究[D]. 韩文梅. 太原理工大学. 2005
[3]. 高温云纹干涉法及其应用[D]. 王国弢. 清华大学. 1998
[4]. 多功能宏观/细观云纹干涉测试系统的研究及其应用[D]. 刘杰. 清华大学. 1999
[5]. 纳米云纹技术及其应用[D]. 邢永明. 清华大学. 2000
[6]. 密栅云纹干涉法高温实验技术研究与应用[J]. 胡琦, 李禾, 严超华. 安徽大学学报(自然科学版). 2007
[7]. 层合玻璃热变形的实验研究和数值分析[D]. 勾靖国. 太原理工大学. 2008
[8]. SiC/Al双材料及梯度功能材料的力学分析[D]. 陈英. 同济大学. 2007
[9]. 云纹干涉法高温实验技术测量材料热膨胀系数[C]. 刘杰, 温秀梅, 罗晓春, 戴福隆. 第七届全国结构工程学术会议论文集（第Ⅰ卷）. 1998
[10]. 压电陶瓷的云纹干涉实验技术与图像处理方法的研究[D]. 仇巍. 天津大学. 2004