基于散斑剪切干涉的材料無(wú)損檢測(cè)技術(shù)研究.pdf

1、近年來(lái)散斑干涉技術(shù)進(jìn)入數(shù)字化時(shí)代，數(shù)字剪切散斑干涉技術(shù)（DSSPI）也應(yīng)運(yùn)而生。數(shù)字剪切散斑干涉技術(shù)因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)測(cè)量環(huán)境要求低，無(wú)需參考物體、全場(chǎng)非接觸等優(yōu)勢(shì)被認(rèn)為最適用于對(duì)薄板型材料進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)。但是目前對(duì)DSSPI的研究還未有從理論角度出發(fā)的詳細(xì)研究。本文從有限元分析軟件ANSYS出發(fā)，結(jié)合MATLAB軟件進(jìn)行散斑圖像處理，指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的搭建，并應(yīng)用集成的DSSPI實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)鋁板、復(fù)合材料板進(jìn)行缺陷檢測(cè)及分析。主要研究?jī)?nèi)容如下：

2、
　　1.應(yīng)用MATLAB和有限元分析軟件ANSYS進(jìn)行了“PZT位移誤差對(duì)缺陷檢測(cè)的影響”仿真模擬實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)以PI公司生產(chǎn)的P-841.10位移器與E-709.SRG位移控制器的性能指標(biāo)為例，模擬了DSSPI系統(tǒng)中在不同缺陷尺寸、缺陷深度、缺陷位置以及不同的負(fù)載強(qiáng)度情況下，PZT的位移誤差對(duì)缺陷檢測(cè)的影響。所得結(jié)論會(huì)為實(shí)驗(yàn)帶來(lái)指導(dǎo)作用。
　　2.設(shè)計(jì)、搭建并集成了一套基于邁克爾遜干涉結(jié)構(gòu)的數(shù)字散斑剪切干涉系統(tǒng)。在此套系統(tǒng)中

3、，使用PZT作為相移裝置，通過(guò)控制干涉儀中兩反射鏡的角度來(lái)控制系統(tǒng)剪切量。在圖像采集部分，開發(fā)了一款軟件用于同步控制PZT位移和CCD圖像采集。該款軟件可以準(zhǔn)確控制曝光量、相移量，還可在散斑圖與干涉條紋圖中切換模式，實(shí)時(shí)觀察干涉條紋形狀，便于控制負(fù)載施加的大小。
　　3.應(yīng)用集成的DSSPI系統(tǒng)對(duì)預(yù)埋不同缺陷尺寸和缺陷深度的鋁板進(jìn)行缺陷檢測(cè)。通過(guò)仿真模擬表明在鋁板背面打孔可模擬板內(nèi)部孔狀缺陷。在有、無(wú)缺陷對(duì)比實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)將有、無(wú)缺

4、陷鋁板的解包裹相位圖進(jìn)行相減對(duì)比這種方法來(lái)將缺陷“放大”。該方法具有較高辨識(shí)度，可用于大量生產(chǎn)的材料板質(zhì)量檢測(cè)中。在不同缺陷尺寸和缺陷深度檢測(cè)實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)分析解包裹相位圖與二維相位曲線發(fā)現(xiàn)：缺陷深度對(duì)缺陷檢測(cè)的影響要大于缺陷尺寸的影響。即使缺陷尺寸足夠大，如果缺陷深度過(guò)大，缺陷也不能被有效檢測(cè)出來(lái)。這為今后的材料檢測(cè)提供了的一個(gè)依據(jù)。
　　4.應(yīng)用集成的DSSPI系統(tǒng)對(duì)復(fù)合材料板進(jìn)行缺陷檢測(cè)。待測(cè)試件為兩塊受到?jīng)_力的樹脂加碳纖維復(fù)