雷射幹涉全場測試技術及其工程應用

2021-01-12 OFweek維科網

　　本文介紹了利用雷射幹涉全場測試應力和強度的技術；整套系統綜合利用了最先進的光電子和計算機技術成就；靈敏度達4800線/mm，實現了等位移線的全場自動採集、瞬時凍結、適時處理等，可快速提取應變、應力和應力強度因子等，獲得豐富信息；解決了在工程現場應用的問題，並實現了儀器化和智能化。

　　1引言

　　目前在油田現場上廣泛應用的電測技術屬於點測法，而在應力分布比較複雜、危險點位置難於確定的許多情況下，都愈來愈要求採用能給出全場位移、應變的光測方法。雲紋法雖然能進行實時的靜動態載荷下的全場位移測試，且結構也比較簡單，但它的靈敏度比較低(柵線密度一般為2～50線/毫米)，一般只限於測10-2～10-3的應變。雲紋幹涉法由於它把柵線密度增加到600～4000線/毫米，因此靈敏度便提高了幾十倍，但它對環境的要求比較高(必須在暗室和防震臺上進行)，試驗結果和數據處理還須繁重的人工勞動，因此它基本上只局限於在實驗室內應用。本文提出的正常光照下的亞動態雲紋幹涉法把高靈敏度和簡易的設備結合了起來，具有降低對測試環境要求、簡化技術、降低測試成本等特點，全部實驗結果都可由計算機自動打出。實驗證明，該方法能可靠地測試井下採油工具的結構強度、材料力學性能等多方面的性質。

　　2雷射幹涉全場測試系統的基本要求及設置

　　全場測試的現代光測技術要在工程測試中獲得應用，必須解決以下幾個問題：(1)不要求在暗室進行；(2)允許測試環境存在常見的機械振動；(3)設備小型化，便於攜帶；(4)操作方便，可實時獲得測試結果。傳統觀念的雲紋幹涉法，都認為必須在暗室進行，因此沒考慮環境光照等對雲紋條紋對比度的影響。本文介紹的正常光照下的雲紋幹涉法，採用的是最新提出的包括影響對比度的偏置量的幹涉雲紋光場強度表達式。對非兩次曝光即用電子採集的實時法時，試件變形前後雙光束的衍射波的位相相同，並以Φ1、Φ2代表試件變形後雙衍射波的相位，且略去變形前後振幅變化，即：

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