Динамическая спекл-интерферометрия деформируемых объектов

• Автор: Владимиров, Александр Петрович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 393 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глада 1. Методы неразрушающего контроля, физические основы новых методов и постановка задач исследования

1.1. Методы неразрушающего контроля материалов и изделий

1.2. Оптические методы неразрушающего контроля и анализа напряженно-деформированного состояния объектов

1.3. Спеклы и их природа

1.4. Перемещения, повороты, деформации поверхности и динамика спеклов

1.5. Динамика микрорельефа и динамика спеклов

1.6. Шероховатость поверхности и рассеянное ею когерентное излучение

1.7. Динамика интерференции двух спекл - модулированных волн

Глава 2. Развитие теории динамики спеклов трехмерной динамической деформируемой среды
2.1. Общая характеристика модельной среды для исследований
2.2. Трехмерные деформации и флуктуации фаз в объемном диффузоре и динамика спеклов в свободном пространстве
2.2.1. Функция взаимной корреляции рассеянного излучения в свободном пространстве
2.2.2. Теория динамики спеклов трехмерных деформаций
2.2.3. Динамика фаз в объемном рассеивателе и динамика спеклов в свободном поле
2.2.3.1. Стационарные изменения фаз
2.2.3.2. Случай нестационарного изменения фаз
2.2.4. Поступательные перемещения, повороты, деформации трехмерного рассеивателя и динамика спеклов. Частные случаи
2.2.4.1. Перемещения трехмерного рассеивателя и динамика спеклов в свободном поле
2.2.4.2. Де-формации трехмерного тела и динамика спеклов в свободном пространстве
2.2.4.3. Повороты трехмерного тела и динамика спеклов в свободном поле..
2.3. Трехмерные деформации, случайные изменения фаз в объемном диффузоре и динамика спеклов в области его изображения.
2.3.1. Расчет функции взаимной корреляции интенсивности рассеянного излучения
2.3.2. Динамика фаз в трехмерном теле и динамика спеклов в области изображения тела
2.3.3. Перемещения, повороты, деформации тела и динамика спеклов
в области изображения объекта. Некоторые частные случаи
2.3.3.1. Перемещения тела в направлении оси ох и динамика спеклов
в плоскости изображения объекта
2.3.3.2. Повороты участков тела и динамика спеклов в области его изображения
2.3.3.3. Деформации трехмерного рассеивателя и динамика спеклов в области его изображения
2.4. Теория интерференции спекл- модулированных волн, рассеянных деформируемыми телами
2.4.1. Теория динамики интерференции спекл - модулированных волн, вызванная относительным перемещением двух деформируемых тел
2.4.2. Интерференция двух спекл - модулированных волн, рассеянных одним деформируемым телом
2.4.3. Интерференция спекл - модулированных волн в плоскости изображения деформируемых тел
2.5. Расчет характеристик когерентного излучения, отраженного от поверхности, упрочненной роликами и дробью

2.5.1. Модель формирования светового пятна пластической волной
2.5.2. Расчет характеристик лазерного излучения, отраженного от
поверхности, упрочненной дробью
Глава 3. Методы и техника экспериментальных исследований
3.1. Нагружающие устройства
3.2. Образцы для исследований
3.3. Устройства перемещения и поворота
3.4. Оптические установки, использованные в экспериментах
3.5. Устройства ввода оптических сигналов в ЭВМ
3.6. Программы для цифровой обработки сигналов
3.7. Методика определения числа мерцаний спеклов
Глава4. Экспериментальные исследования
4.1. Исследования динамики спеклов в свободном поле при перемещении рассеивателя
4.2. Исследования динамики спеклов в плоскости изображения перемещающегося тела
4.3. Возможности бесконтактного контроля повреждений материалов
и изделий
4.3.1. Исследование динамики спеклов в плоскости изображения деформируемого тела
4.3.2. Экспериментальная оценка чувствительности методики
4.3.3. Особенности динамики спеклов на заключительных стадиях растяжения образцов
4.3.4. Возможность создания нового оптического метода диагностики повреждений
4.4. Изучение динамики спеклов в области дефокусировки
4.4.1. Анализ смещений спеклов при упругих деформациях
4.4.2. Визуализация смещений спеклов при необратимых деформациях
4.4.3. Оптический метод изучения хаотических изменений фаз и

Оптические методы неразрушающего контроля [165] основаны на регистрации взаимодействия оптического излучения с предметом контроля. Информационными параметрами самого излучения являются распределение его амплитуды, частоты, фазы, поляризации, степени когерентности в пространстве и во времени. Для обеспечения контроля используются явления дифракции, интерференции, поляризации, отражения, поглощения, преломления, рассеяния, дисперсии света. Используются также изменение свойств самого объекта контроля под действием света, а именно эффекты фотопроводимости, фотохромизма, люминесценции, особенности магнитооптических, электрооптических, механооптических и других явлений. Информационными параметрами объекта контроля являются его спектральные и интегральные, фотометрические характеристики, которые в общем случае зависят от строения вещества, его температуры, микрорельефа, агрегатного состояния, степени поляризации и длины волны излучения.
К оптическим приборам контроля размеров относятся проекционные устройства, фотокомпенсационные, фотоследящие и фотоимпульсные устройства. С их помощью определяют размеры различных деталей, а также труб, прутков, проката, полос. Типичная скорость контроля находится в пределах 3-30 м/с, диапазон контролируемых величин порядка 0.5- 200 мм. Для определения линейных размеров изделий используются лазерные измерители: системы бегущего луча, лазерные интерферометры, лазерные триангуляционные системы, лазерные эллипсометры, лазерные дифрактометры. В частности, лазерный интерферометр позволяют измерять расстояния порядка 10 м с дискретностью отсчета порядка 0.1 мкм при скорости объекта в 10 м/мин. В триангуляционных измерителях совмещают два луча- направленного вдоль оси наблюдения и под углом к нему. Точность определения расстояния в диапазоне от 100 до 1300 мм равна 5 мм [166]. Лазерная эллипсометрия применяется в электронике, изучении адгезии и адсорбции[165].
В приборах для контроля поверхности 1)путем определения шероховатости производится интегральная оценка дефектов, 2)выявляют