Скачать презентацию лазер делитель лазер делитель Процедура метода Скачать презентацию лазер делитель лазер делитель Процедура метода

ГИ и ЭСИ.pptx

  • Количество слайдов: 54

лазер делитель лазер делитель

лазер делитель лазер делитель

Процедура метода визуализации интерферограмм в реальном масштабе времени опорный пучок объектный пучок Процедура метода визуализации интерферограмм в реальном масштабе времени опорный пучок объектный пучок

Наблюдение «живых» полос в реальном масштабе времени Наблюдение «живых» полос в реальном масштабе времени

Основное соотношение голографической интерферометрии светлые полосы темные полосы A B Изменение оптического хода лучей: Основное соотношение голографической интерферометрии светлые полосы темные полосы A B Изменение оптического хода лучей: В тракте освещающего пучка: В тракте отраженного пучка: светлые полосы: - вектор чувствительности

Основное соотношение голографической интерферометрии (2) Y X В покомпонентном представлении: Z Разрешающая система уравнений: Основное соотношение голографической интерферометрии (2) Y X В покомпонентном представлении: Z Разрешающая система уравнений:

Трехголограммный интерферометр R 1 R 2 R 3 Трехголограммный интерферометр R 1 R 2 R 3

Измерение нормальной компоненты перемещений оптическая схема оптимального интерферометра: φ = ψ ≡ 0 W Измерение нормальной компоненты перемещений оптическая схема оптимального интерферометра: φ = ψ ≡ 0 W , мкм x, мм

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНСТАНТ УПРУГОСТИ ИЗОТРОПНОГО МАТЕРИАЛА С ПРИМЕНЕНИЕМ ИНТЕРФЕРЕНЦИОННО-ОПТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ЧИСТЫЙ ИЗГИБ БАЛКИ-ПОЛОСЫ M КРУЧЕНИЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНСТАНТ УПРУГОСТИ ИЗОТРОПНОГО МАТЕРИАЛА С ПРИМЕНЕНИЕМ ИНТЕРФЕРЕНЦИОННО-ОПТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ЧИСТЫЙ ИЗГИБ БАЛКИ-ПОЛОСЫ M КРУЧЕНИЕ БАЛКИ-ПОЛОСЫ M Z Z Y M X

Измерение остаточных перемещений после упругопластического деформирования 70 15 а б в г Объект – Измерение остаточных перемещений после упругопластического деформирования 70 15 а б в г Объект – круглая пластина с двумя цилиндрическими выточками (а) и интерферограммы ее упругого (б), начального остаточного (в) и развитого остаточного (г) деформирования.

Измерение перемещений с помощью отражательных голограмм Измерение перемещений с помощью отражательных голограмм

Расшифровка интерферограмм в системе «Конус» (оптическая схема с регистрацией отражательных голограмм) текущая точка наблюдения Расшифровка интерферограмм в системе «Конус» (оптическая схема с регистрацией отражательных голограмм) текущая точка наблюдения Y αi Z β X

Исследование вибраций стробоскопическим методом Квазидвухэкспозиционные интерферограммы колебаний турбинной лопатки Исследование вибраций стробоскопическим методом Квазидвухэкспозиционные интерферограммы колебаний турбинной лопатки

Методы голографической виброметрии I. МЕТОД РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ II. МЕТОД УСРЕДНЕНИЯ ПО ВРЕМЕНИ Визуализация полей Методы голографической виброметрии I. МЕТОД РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ II. МЕТОД УСРЕДНЕНИЯ ПО ВРЕМЕНИ Визуализация полей амплитуд колебаний Определение частот резонансных колебаний

Исследование резонансных колебаний тонкой пластины Исследование резонансных колебаний тонкой пластины

Интерферограммы изгибных колебаний стержня (трубки) с двусторонним защемлением 1 форма 2 форма 3 форма Интерферограммы изгибных колебаний стержня (трубки) с двусторонним защемлением 1 форма 2 форма 3 форма 4 форма

Исследование резонансных колебаний моделей и элементов конструкций перфорированная крышка диск турбины цилиндрической оболочки голографические Исследование резонансных колебаний моделей и элементов конструкций перфорированная крышка диск турбины цилиндрической оболочки голографические интерферограммы модель корпуса парогенератора усреднения по времени собственных форм колебаний гитары (Молин, Стетсон).

ИССЛЕДОВАНИЕ СОБСТВЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ 521 Гц 2235 Гц 6166 Гц 3507 Гц 10723 ИССЛЕДОВАНИЕ СОБСТВЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ 521 Гц 2235 Гц 6166 Гц 3507 Гц 10723 Гц 4447 Гц 13109 Гц Голографические интерферограммы форм колебаний цилиндрической оболочки Корреляция между экспериментальными и расчетными значениями собственных частот для зарегистрированных форм колебаний

Исследование резонансных колебаний моделей и элементов конструкций Исследование резонансных колебаний моделей и элементов конструкций

Исследование резонансных колебаний моделей и элементов конструкций Исследование резонансных колебаний моделей и элементов конструкций

ИССЛЕДОВАНИЕ КОЛЕБАНИЙ ПЛАСТИН В ЖИДКОЙ СРЕДЕ Общий вид экспериментальной установки Интерференционные картины, соответствующие колебаниям ИССЛЕДОВАНИЕ КОЛЕБАНИЙ ПЛАСТИН В ЖИДКОЙ СРЕДЕ Общий вид экспериментальной установки Интерференционные картины, соответствующие колебаниям пластины по различным формам (1; 0), (1; 1) и (1; 2) Воздух а) Вода Воздух Вода 172 Гц 829 Гц 482 Гц 6227 Гц 4029 Гц

Голографическое образование контуров рельефа. Иммерсионный метод. Δn = n 1 - n 2 иммерсионная Голографическое образование контуров рельефа. Иммерсионный метод. Δn = n 1 - n 2 иммерсионная камера z освещающий пучок голограмма Z опорный пучок =>

Голографическое образование контуров рельефа. Иммерсионный метод. а в Голографические топограммы, полученные иммерсионным методом: б Голографическое образование контуров рельефа. Иммерсионный метод. а в Голографические топограммы, полученные иммерсионным методом: б а – ложка; б – зубные протезы (Δz=0, 3 мм); в – штамп для изготовления турбинных лопаток

Голографическая интерферометрия фазовых объектов а X Z фазовый объект запись голограммы б восстановление голограммы Голографическая интерферометрия фазовых объектов а X Z фазовый объект запись голограммы б восстановление голограммы Оптическая длина пути луча в среде в приближении малой рефракции: В частном случае пламя свечи полет пули

Случаи «гладкого» отражения света от поверхности твердого тела рассеяние некогерентного излучения шероховатой поверхностью отражение Случаи «гладкого» отражения света от поверхности твердого тела рассеяние некогерентного излучения шероховатой поверхностью отражение когерентного излучения от зеркальной поверхности

Отражение когерентного света от шероховатой поверхности твердого тела (объективная спекл-структура) х интенсивность сканирование пространства Отражение когерентного света от шероховатой поверхности твердого тела (объективная спекл-структура) х интенсивность сканирование пространства «квадратичным» детектором

Субъективная спекл-структура (спеклы в плоскости изображения) I диск Эри плоскость изображения Субъективная спекл-структура (спеклы в плоскости изображения) I диск Эри плоскость изображения

Регистрация спекл-фотографии для измерения перемещений в плоскости объекта So Si Lo Li плоскость объекта Регистрация спекл-фотографии для измерения перемещений в плоскости объекта So Si Lo Li плоскость объекта изображения M = Si / So - масштабный коэффициент Lo = Li = 2 f => M = 1

Измерение перемещений деформируемого объекта способом поточечного сканирования спекл-фотографии ξ L D=nd d ξ s Измерение перемещений деформируемого объекта способом поточечного сканирования спекл-фотографии ξ L D=nd d ξ s M – коэффициент увеличения оптической системы при записи спеклфотографии

Измерение перемещений методом спекл-фотографии (тестовый эксперимент с вращением диска) 3 d 1 11 d Измерение перемещений методом спекл-фотографии (тестовый эксперимент с вращением диска) 3 d 1 11 d 2

Измерение перемещений в модели балки крана методом спекл-фотографии Р Измерение перемещений в модели балки крана методом спекл-фотографии Р

Когерентное наложение двух диффузных волн (субъективная спекл-структура) плоскость W изображения «суммарная» спекл-структура исходная спекл-структура Когерентное наложение двух диффузных волн (субъективная спекл-структура) плоскость W изображения «суммарная» спекл-структура исходная спекл-структура изменение спекл-структуры

Электронная (цифровая) спекл-интерферометрия. Измерение нормальной компоненты перемещений (I) 4 2. а б объектив; ПЗС-матрица; Электронная (цифровая) спекл-интерферометрия. Измерение нормальной компоненты перемещений (I) 4 2. а б объектив; ПЗС-матрица; 7. 7 «опорный» объект; 6. 1 объект исследования; 5. 2 полупрозрачное зеркало; 3. 6 коллиматор; 4. 3 исходный лазерный луч 1. 5 ПЭВМ. в Процедура визуализации спеклограмм (наклон объекта) г

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЕФОРМАЦИОННЫХ СВОЙСТВ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ИСПЫТАНИЯХ НА ИЗГИБ Чистый изгиб балки-полосы M M ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЕФОРМАЦИОННЫХ СВОЙСТВ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ИСПЫТАНИЯХ НА ИЗГИБ Чистый изгиб балки-полосы M M Z Y X Кручение балки-полосы Z Y M M X

Интерферометры для измерения тангенциальных компонент перемещений Интерферометры для измерения тангенциальных компонент перемещений

Спеклограммы тангенциальных компонент перемещений U V Спеклограммы тангенциальных компонент перемещений U V

W Спекл-интерферограммы в окрестности отверстия-индикатора остаточных напряжений U V а б в г д W Спекл-интерферограммы в окрестности отверстия-индикатора остаточных напряжений U V а б в г д е ж з и α = 13º к л м α = 22º н о п Z Y α ξ X η σ2 σ1 а – в: 1 = 2 ; г – е: 1 = - 2 ж – п: 1 = 0, 2=0 ;

Интерпретация картин интерференционных полос в терминах остаточных напряжений Метод номинального отклика Фактический отклик материала: Интерпретация картин интерференционных полос в терминах остаточных напряжений Метод номинального отклика Фактический отклик материала: Rэксп. Номинальный отклик материала: R*(σ1, σ2, U 0, V 0) Базовое соотношение для вычисления основных и вспомогательных параметров модели: U=f (r, φ) σ1 + g (r, φ) σ2 + uo V=g (r, φ+π / 2) σ1 + g (r, φ+π / 2) σ2 + vo f, g – расчетные функции влияния; uo, go – перемещения тела как целого. Z Z X 2 а x=1 II

Специализированная мобильная установка для измерения остаточных напряжений а а б б Общий вид базового Специализированная мобильная установка для измерения остаточных напряжений а а б б Общий вид базового (измерительного) модуля мобильной установки для измерения остаточных напряжений. в Этапы работ при измерении ОН в «катушке» трубопровода Ду-300: а – размещение измерительного модуля на образце, б – засверловка зондирующего отверстия на поверхности объекта, в – воспроизведение деформационного отклика в виде спекл-интерферограмм на мониторе компьютера.

Исследование катушки трубопровода в условиях механической мастерской (ЦНИИТАМШ, Москва) Определение остаточных напряжений в зонах Исследование катушки трубопровода в условиях механической мастерской (ЦНИИТАМШ, Москва) Определение остаточных напряжений в зонах сварных швов тележки моторного вагона скоростного электропоезда ЭР-200 (ОАО «ОЭВРЗ» , Санкт Петербург; ВНИКТИ, Коломна)

Применение ЭЦСИ в виброметрии 1. Электронные цифровые спеклинтерферограммы собственных изгибных форм колебаний прямоугольной пластины Применение ЭЦСИ в виброметрии 1. Электронные цифровые спеклинтерферограммы собственных изгибных форм колебаний прямоугольной пластины и восстановленные поверхности амплитудных смещений (C. Wykes) 2. Определение АЧХ модели законцовки крыла самолета А 4 объект f =321 Гц f =323 Гц f =325 Гц f =327 Гц f =329 Гц 2 f, Гц 0 323 325 327 329

Регистрация перемещений методом фазовых сдвигов (I) Ячейка ПЗС-матрицы спекл I устройство для введения сдвига Регистрация перемещений методом фазовых сдвигов (I) Ячейка ПЗС-матрицы спекл I устройство для введения сдвига фаз ΔΦi Δ I плоскость изображения Δ отдельный спекл I(Xп, Yп) = I 0 [1 + γ cos(Φ+Δ) ] γ – параметр, характеризующий глубину модуляции I Δ

Регистрация перемещений методом фазовых сдвигов (II) Трехшаговый метод cos α + cos β = Регистрация перемещений методом фазовых сдвигов (II) Трехшаговый метод cos α + cos β = -2 sin [(α+β)/2] sin[(α-β)/2] Четырехшаговый метод До деформации: Φ 0 После деформации: Φ 1=Φ 0 + ΔΦ ΔΦ =Φ 1 - Φ 0

Регистрация перемещений методом фазовых сдвигов (III) лазер пьезоэлектрическ ий преобразователь видеокамера объект Регистрация перемещений методом фазовых сдвигов (III) лазер пьезоэлектрическ ий преобразователь видеокамера объект

Примеры применения метода фазовых сдвигов Измерение прогибов при чистом изгибе балки-полосы (S. Seebacher and Примеры применения метода фазовых сдвигов Измерение прогибов при чистом изгибе балки-полосы (S. Seebacher and all) а б Применение ЭЦСИ в неразрушающем Применение ЭЦСИ для измерения контроле остаточных напряжений (Cloud, Nokes) (G. N. Kaufmann) Визуализация дефекта в пластине из композиционного материала при распространение тепловых деформаций а - карта (2π)–приращений фазы в спекл структуре; б - восстановленное поле прогибов; в в – графическое представление деформированной поверхности.

Применение методов когерентной оптики в дефектоскопии и неразрушающем контроле Контроль прочности элементов машин и Применение методов когерентной оптики в дефектоскопии и неразрушающем контроле Контроль прочности элементов машин и соединений Обнаружение дефектов соединений в составных конструкциях Контроль геометрических параметров

Примеры применения метода голографической и спеклинтерферометрии к обнаружению дефектов в изделиях из композитных материалов Примеры применения метода голографической и спеклинтерферометрии к обнаружению дефектов в изделиях из композитных материалов

Примеры применения к контролю качества изготовления и сборки. Голографические интерферограммы нормальных перемещений при деформации Примеры применения к контролю качества изготовления и сборки. Голографические интерферограммы нормальных перемещений при деформации крышек коренных подшипников двух двигателей различной конструкции. (Соединение между крышкой подшипника и кожухом указаны стрелками. )

Применение к контролю качества пневматических шин а б Голографические интерферограммы поля перемещений при деформации Применение к контролю качества пневматических шин а б Голографические интерферограммы поля перемещений при деформации шин: а – полученная методом двух экспозиций при изменении степени накачки (обнаруживаются места расклейки слоев); б – полученная методом усреднения по времени на резонансной частоте с использованием акустического возбуждения колебаний (оцениваются свойства соединений структурных элементов:

Обнаружение дефектов в слоистых панельных конструкциях нагружение давлением в а II I вибронагружение б Обнаружение дефектов в слоистых панельных конструкциях нагружение давлением в а II I вибронагружение б Алюминиевая пленка на ячеистой структуре из бумаги (а); ткань, пропитанная фенольной смолой с сотовым заполнителем из того же материала (б); боропластик с эпоксидным связующим (в) : дефект типа I – отслоение переднего листа от сердцевины, дефект типа II – повреждение сердцевины.

Обнаружение мест отслоения краски от загрунтованной основы на картине Пьетро делла Франческо. «Святая Екатерина» Обнаружение мест отслоения краски от загрунтованной основы на картине Пьетро делла Франческо. «Святая Екатерина» (XV в. ) Двухэкспозиционная голографическая интерферограмма получена в результате нагрева поверхности картины струей умеренно теплого воздуха.