工程实验力学第9章-云-纹-法课件

1、工程实验力学第9章云纹法9.1引言9.2平面云纹法9.3云纹法测量物体等高线、离面位移及其导数9.1引言1)设备简单，操作方便。2)适用范围广，尤其适用于大变形和弹塑性变形的测量。3)可应用在静载、动载、高温等特殊工况下的测量。4)在复合材料力学方面有广泛的应用前景。9.1引言图9-1云纹原理示意和云纹栅板a)不同角度和不同栅线距的栅板叠加b)云纹栅板9.2平面云纹法9.2.1云纹应变分析的几何法9.2.2云纹分析的位移场法9.2.3平面云纹应变记录装置9.2.4栅板的制造9.2.5栅板种类9.2.6提高云纹法精度的一些技术9.2.1云纹应变分析的几何法1.拉伸和压缩应变的测量2.纯切应变的测

2、量1.拉伸和压缩应变的测量(1)平行云纹法将试件栅和基准栅的栅线与欲测应变方向垂直放置，设试件栅与基准栅的栅距相等。(2)转角云纹法将试件栅与拉伸或压缩的方向垂直放置，基准栅与试件栅交叉放置，两栅夹角为，可看到两栅线交叉点连线形成亮带云纹，亮带之间为暗条纹。1.拉伸和压缩应变的测量图9-2拉伸和压缩时的云纹条纹(1)平行云纹法将试件栅和基准栅的栅线与欲测应变方向垂直放置，设试件栅与基准栅的栅距相等。(2)转角云纹法图9-3转角云纹原理图a)参考栅倾斜角形成云纹条纹b)试件拉伸后云纹条纹转角c)试件压缩后云纹条纹反向转角d)转角云纹的几何分析2.纯切应变的测量图9-4云纹法测切应变原理图9.2.

3、2云纹分析的位移场法图9-5云纹分析的位移场法9.2.2云纹分析的位移场法图9-6对径受压圆盘的云纹图a)与水平方向位移u有关的云纹条纹b)与垂直方向位移v有关的云纹条纹9.2.3平面云纹应变记录装置1.透射式(图9-7)2.反射式(图9-8) 3.非接触式(图9-9)1.透射式(图9-7)图9-7透射式云纹光路2.反射式(图9-8)图9-8反射式云纹光路3.非接触式(图9-9)图9-9非接触式云纹光路9.2.4栅板的制造1.试件栅直接刻在试件表面上2.照相复制法1.试件栅直接刻在试件表面上1)光刻法：先在试件表面上涂上感光材料形成感光膜，再用高精度母板对准感光膜进行曝光，显影后用冷水冲走未感

4、光的药膜，然后对未感光部分进行腐蚀，最后清除药膜，于是在试件上留下栅线。2)机刻法：用刻线机在试件表面直接刻栅。2.照相复制法图9-10可撕膜软片9.2.6提高云纹法精度的一些技术1.条纹的错配法(或载波法)(mismatch)2.用光学方法倍增条纹1.条纹的错配法(或载波法)(mismatch)(1)线性错配可利用参考栅与试件栅节距不等，产生初始条纹，如图9-11a所示。(2)旋转错配线性错配条纹是平行于参考栅的栅线方向的，它的效果是使其垂直方向的导数v/y取得更为精确，但它对计算横向导数v/x没有任何帮助，为了增加x方向的导数，就要采用旋转错配的技术，这可将试件栅稍稍旋转得到，如图9-12所示。1.条纹的错配法(或载波法)(mismatch)图9-11线性错配原理图2.用光学方法倍增条纹图9-12旋转错配图2.用光学方法倍增条纹图9-13光学方法倍增条纹原理图9.3云纹法测量物体等高线、离面位移及其导数9.3.1阴影云纹法9.3.2投影云纹法9.3.3反射云纹法9.3.1阴影云纹法图9-14阴影云纹法原理图9.3.1阴影云纹法图9-15用阴影云纹法得到的人体表面等高线图9.3.2投影云纹法图9-16投影云纹法测表面轮廓的光路9.3.2投影云纹法图9-17用投影云纹法测试一个球冠表面轮廓的过程9.3.2投影云纹法图9-18轿车表面轮廓的等高线