Способ определения компонент вектора перемещения точек поверхности объекта Советский патент 1992 года по МПК G01B11/16 G01B9/21 

Изобретение относится к области экспериментальной прочности и может быть использовано для определения компонент вектора перемещения точек поверхности образцов и элементов натурных конструкций при их нагружении.

Известны способы определения нормальной компоненты вектора перемещений (НКВП)с помощью муаровых методов. Первый способ (зеркально-оптический) заключается в том, что исследуемый объект с полированной до зеркального блеска поверхностью устанавливают в нагружающее устройство, на некотором расстоянии от поверхности объекта параллельно его поверхности размещают экран, на котором

построена система линий. До приложения нагрузки полированная поверхность отражает линии экрана без искажения. Это отражение регистрируют фотокамерой. После приложения нагрузки объект деформируется и его полированная поверхность искривляется. При этом линии экрана отражаются от полированной деформированной поверхности с искажениями. Это отражение фотографируют на тот же светочувствительный материал, что и первое отражение. Таким образом на негативе получается совмещенная картина отраженных линий до и после деформации объекта. По искажению отражений линий экрана определяют параметры напряженно-деформированного состояния

4 vj

Ю Ю

(НДС) объекта исследований, о частности НКВП точек его поверхности.

Второй способ заключается D том, что перед матовой поверхностью объекта располагают эталонную решетку, которую освеща- ют плоским пучком света, наклоненным на некоторый угол по отношению к нормали поверхности. Свет, пройдя через эталонную решетку, образует на поверхности объекта тень, которая при определенных условиях может интерферировать с решеткой, образуя муаровые полосы. Эти полосы регистрируют в направлении, перпендикулярном эталонной решетке, и определяют НКВП поверхности объекта,

Известен также способ определения НКВП поверхности объекта с помощью накладных голографических интерферометров, прототип, заключающийся в том, что закрепляют на поверхности объекта по- средством промежуточной оптической среды (ПОС) фотопластинку, освещают ее пучком когерентного излучения, записывают на ней до и поело нагружения объекта голограммы его поверхности, восстанавли- пают полученную двухэкспозиционную голограмму, регистрируют интерферограммьп и рассчитывают компоненты вектора перемещения. Этот способ используют для устранения значительного влияния на интерференционную картину перемещений исследуемого участка поверхности как жесткого целого и вибраций типового испытательного оборудования.

Последнему способу присущ недоста- ток, заключающийся в том, что при записи голограммы фотопластинка при воздействии на нее объекта через ПОС сама прогибается, Таким образом, при регистрации интерферограмм НКВП точек поверхности объекта получается информация о части НКВП точек поверхности объекта за вычетом НКВП точек поверхности самой фотопластинки.

Целью изобретения является повыше- иие точности определения НКВП точек поверхности реальных объектов за счет устранения влияния НКВП точек поверхности фотопластинки.

Поставленная цель достигается тем, что в способе определения компонент вектора перемещения (КВП) точек поверхности объекта, заключающемся в том, что закрепляют на поверхности объекта посредством ПОС фотопластинку, освещают ее пучком коге- рентного излучения, записывают на ней до и после нагружения объекта голограммы его поверхности, восстанавливают полученную двухэкспозиционную голограмму, регистрируют интерферограммы и

рассчитывают КВП, предложено после записи двухэкспозиционной голограммы на поверхность фотопластинки наносить диф- фузно отражающее покрытие, устанавливать перед фотопластинкой по ходу излучения дополнительную фотопластинку и записывать на ней голограммы до и после повторного нагружения объекта, удалять покрытие с поверхности первой фотопластинки, восстанавливать с дополнительной фотопластинки двухэкспозиционную голограмму, регистрировать интерферограммы, а расчет КВП осуществлять на основе сопоставления картин полос, полученных с обеих фотопластинок.

Предлагаемый способ реализуют следующим образом. Перед первым нагружением объекта производят зачистку исследуемой зоны его поверхности и карандашом или тушью наносят координатные линии. Посредством ПОС (синтетический каучук, желатиновый клей и т.п.) крепят к поверхности объекта голографическую фотопластинку и производят ее первую экспозицию. Время экспозиции зависит от мощности лазера, отражающих свойств поверхности объекта, от чувствительности фотопластинок, и подбирается, в основ ном, экспериментальным путем. Далее объект нагружают и производят вторую экспозицию фотопластинки. После чего на наружную поверхность фотопластинки наносят диффузно отражающее свет покрытие, плотно прилегающее к поверхности фотопластинки и не портящее ее фоточувствительного слоя, например, липкую ленту с окрашенной серебрянкой наружной поверхностью (возможен также вариант со сменой фотопластинки на аналогичную стеклянную пластинку с диф- фузпо отражающей свет поверхностью, например, окрашенной серебрянкой). Над этим покрытием свободно по отношению к нему располагают дополнительную фотопластинку, при этом она может быть закреплена по своим углам, на поверхности исходной фотопластинки или может быть расположенной над последней в специальном приспособлении, прикрепленном к поверхности объекта. Далее повторяют две экспозиции дополнительной фотопластинки на тех же уровнях нагружения объекта, что и при записи исходной фотопластинки. После этого снимают с поверхности объекта обе фотопластинки, удаляют с поверхности первой диффузно отражающее покрытие, проявляют и сушат фотопластинки, получая дпухэкспозиционные голограммы во встречных пучках. Далее на установке восстанавливают с этих голограмм интерферограммы НКВП точек поверхностей исследуемого

объекта и дополнительной фотопластинки. Далее суммируют информацию с обеих ин- терферограмм, получая в результате НКВП точек поверхности исследуемого объекта без влияния прогиба регистрирующей фото- пластинки. .

За счет устранения влияния НКВП точек поверхности фотопластинки достигается повышение точности определения НКВП точек поверхности исследуемого объекта.

Формула изобретения Способ определения компонент вектора перемещения точек поверхности объекта, заключающий в том, что закрепляют на поверхности объекта с помощью промежуточной оптической среды фотопластинку, освещают ее пучком когерентного излучения, записывают на ней до и после нагруже- ния объекта голограммы поверхности

объекта, восстанавливают полученную двухкомпозиционную голограмму, регистрируют интерферограммы и рассчитывают компоненты вектора перемещения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения нормальной компоненты вектора перемещения, после записи голограммы на поверхность фотопластины наносят диффузно отражающее покрытие, устанавливают по ходу излучения дополнительную фотопластинку, записывают на ней голограммы до и после повторного нагруже- ния объекта, удаляют с поверхности первой фотопластинки покрытие, восстанавливают полученную двухэкспозиционную голограмму и регистрируют интерферограммы, а расчет компонент вектора перемещения осуществляют на основе сопоставления картины полос, полученных с обеих фотопластинок.

Изобретение относится к области прочностных испытаний образцов и элементов натурных конструкций при их различного вида нагружении. Цель - повышение точности определения нормальной компоненты вектора перемещения. Прикрепляют к поверхности объекта посредством промежуточной оптической среды фотопластинки, после записи двухэкспозиционной голограммы на поверхность фотопластинки наносят диффузно отражающее покрытие, устанавливают перед фотопластинкой по ходу излучения дополнительную фотопластинку и записывают на ней голограммы до и после повторного нагружения объекта, удаляют покрытие с поверхности первой фотопластинки, восстанавливают с дополнительной фотопластинки двухэкспозиционную голограмму, регистрируют интерферограммы, а расчет компонент перемещений осуществляют на основе сопоставления картин полос, полученных с обеих фотопластинок. Предлагаемый способ повышает точность определения компонент перемещения ввиду учета прогиба фотопластинок. 10