透明件殘餘應力無損檢測研究

《透明件殘餘應力無損檢測研究》是依託昆明理工大學，由許蔚擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：透明件殘餘應力無損檢測研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：許蔚
• 依託單位：昆明理工大學

項目摘要

透明件殘餘應力，尤其是孔洞周邊、材料邊緣等部位殘餘應力的無損定量檢測，對於透明件的質量控制和壽命估算具有重要的意義，然而目前缺少成熟的檢測方法。項目採用數字全息光彈對傳統光彈性法進行改造，通過旋轉參考光偏振面，聯立求解由全息圖進行變換得到的光強方程組，提出合適的解包算法，和針對曲面透明件的解決方案，建立一種實驗裝置簡單，不需要額外的實驗手段和數值方法分離條紋、確定條紋級數和應力分量，直接求解應力場的透明件殘餘應力無損檢測方法。搭建檢測系統，測量實際透明件的殘餘應力，結合實驗結果和數值模擬分析殘餘應力的分布特點，為完善相關透明件的製造工藝，評估透明件的安全性能提供可靠的依據。提出的數字全息光彈方法不僅能夠方便、獨立的檢測透明件殘餘應力，還可以發展為一種有效的常規應力檢測技術，其性能將顯著優於傳統光彈性法，可為各種透明件的力學性能無損檢測提供有力的實驗手段，具有重要的研究價值和廣闊的套用前景。

結題摘要

透明件殘餘應力的無損定量檢測，對於透明件的質量控制和壽命估算具有重要的意義，然而目前缺少成熟的檢測方法。項目採用數字全息光彈對傳統光彈性法進行改造，通過旋轉參考光偏振面，採用多元非線性函式極值的微分搜尋算法聯立求解由全息圖進行變換得到的光強方程組，提出合適的解包算法，取代了傳統全息光彈性法中的分離條紋、確定條紋級數和求解應力分量等步驟，建立了一種實驗裝置相對簡單，不需要額外的實驗手段和數值方法分離條紋、確定條紋級數和應力分量，可直接求解應力場的透明件應力場無損檢測方法。提出的方法既可以檢測受力狀態下的變化應力場，也可以檢測殘餘應力。項目對新方法進行了理論研究，並搭建了檢測系統。項目還基於4f系統及照相機變焦鏡頭的設計思想，在傳統4f變焦系統的兩透鏡中間插入一負透鏡，設計了一個新的數字變焦系統，可以有效擴大光測力學實驗的試件尺寸，為各類光測力學實驗提供了有力的變焦手段。並針對數字全息光彈對成像質量要求高的特點，發展了通過濾波消除零級衍射干擾的方法，提高了全息圖質量，該方法可用於各種數字全息實驗，以提高各類全息圖的成像質量。項目最後用搭建的數字全息光彈檢測系統實際測量了透明件在受載時的應力，並與理論結果進行了對比；檢測了透明件的殘餘應力，並與傳統鑽孔法的測量結果進行了對比。實驗結果表明，項目提出的數字全息光彈無損檢測方法，可以有效的檢測透明件內部的變化應力場或殘餘應力。建立的數字全息光彈無損檢測方法克服了傳統光彈性法的固有難點，可為透明件的質量控制和失效分析提供有力的檢測手段，還可以發展為一種有效的透明件常規應力檢測技術，具有重要的研究價值和廣闊的套用前景。