Методика определения упруго-пластических деформаций на поверхности твердых тел в процессе их формоизменения

• Автор: Минеев, Сергей Алексеевич
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 95 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ОЦЕНКИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ НА ПОВЕРХНОСТИ ДЕФОРМИРУЕМЫХ ТВЕРДЫХ ТЕЛ (ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР)
1.1 ТЕНЗОДАТЧИКИ
1.2 ИЗМЕРЕНИЕ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ ПО ОТМЕТКАМ НА
ПОВЕРХНОСТИ ДЕФОРМИРУЕМОГО ТЕЛА
1.2.1 Метод делительных сеток
1.2.2 Применение муаровых сеток
1.3 КОГЕРЕНТНО-ОПТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
1.3.1 Голографическая интерферометрия
1.3.2 Спекл-интерферометрия
1.4 РАСПОЗНАВАНИЕ ОБРАЗОВ В ИССЛЕДОВАНИЯХ ПЛАСТИЧЕСКОЙ
ДЕФОРМАЦИИ
1.5 ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ
ГЛАВА 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МЕТОДИКА ОЦЕНКИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ НА ПОВЕРХНОСТИ СТРУКТУРИРОВАННЫХ ТВЕРДЫХ ТЕЛ
2.1 ОПИСАНИЕ МЕТОДИКИ
2.1.1 Подготовка поверхности
2.1.2 Выбор области поверхности
2.1.3 Маркирование
2.1.4 Сканирование профиля поверхности
2.1.5 Нагружение
2.1.6. Предварительная обработка сканов
2.1.7 Восстановление распределения деформаций (смещений) на поверхности
ГЛАВА 3 ПРИМЕНЕНИЕ МНОГОМЕРНОЙ ОПТИМИЗАЦИИ ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ФУНКЦИИ ДЕФОРМАЦИИ НА ПОВЕРХНОСТИ ПО
ТОПОГРАФИЧЕСКИМ ДАННЫМ
3.1 ДЕФОРМИРУЮЩЕЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ
И ПРОФИЛЬ ПОВЕРХНОСТИ
3.2 МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА
ДЕФОРМАЦИИ ПРОФИЛЯ ПОВЕРХНОСТИ

3.3 РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ ИДЕНТИФИКАЦИИ
3.4 ВЛИЯНИЕ ШУМОВ
3.5 ПОГРЕШНОСТЬ ОЦЕНКИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ НА ПОВЕРХНОСТИ
ЕЛАВА 4 ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДИКИ ОЦЕНИВАНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ НА ПОВЕРХНОСТИ ПЛАСТИЧЕСКИ ДЕФОРМИРУЕМЫХ ТВЕРДЫХ ТЕЛ СО СТРУКТУРОЙ
4.1 ПОСТРОЕНИЕ ФУНКЦИИ ДЕФОРМАЦИИ НА ПОВЕРХНОСТИ ПО ТОПОГРАФИЧЕСКИМ ДАННЫМ СКАНИРУЮЩЕЙ ЗОНДОВОЙ
МИКРОСКОПИИ
4.1.1 Подготовка поверхности
4.1.2 Выбор области поверхности
4.1.3 Маркирование
4.1.4 Сканирование профиля поверхности
4.1.5 Нагружение
4.1.6. Предварительная обработка сканов
4.1.7 Восстановление распределения смещений (деформаций) на поверхности
4.2 ПОСТРОЕНИЕ ФУНКЦИИ ДЕФОРМАЦИИ НА ПОВЕРХНОСТИ ПО ТОПОГРАФИЧЕСКИМ ДАННЫМ МЕХАНИЧЕСКОЙ
ПРОФИЛ ОМЕТРИИ
4.2.1 Подготовка поверхности
4.2.2 Выбор области поверхности
4.2.3 Маркирование
4.2.4 Сканирование профиля поверхности
4.2.5 Нагружение
4.2.6. Предварительная обработка сканов
4.2.7 Восстановление распределения деформаций (смещений) на поверхности
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ А. ГЛОБАЛЬНАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ МЕТОДОМ ХУКА-ДЖИВСА ФУНКЦИИ СРЕДНЕКВАДРАТИЧНОГО РАССОГЛАСОВАНИЯ

МЕЖДУ РЕАЛЬНЫМ И МОДЕЛЬНЫМ ПРОФИЛЯМИ
ПОСЛЕ ДЕФОРМАЦИИ
АЛ ХАРАКТЕР ОПТИМИЗИРУЕМОЙ ФУНКЦИИ
А.2 ШАГИ АЛГОРИТМА ОПТИМИЗАЦИИ
А.З ПОИСК ГЛОБАЛЬНОГО МИНИМУМА
И У ЧЕТ ВЛИЯНИЯ ШУМОВ В ПРОФИЛЯХ
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. СОВМЕЩЕНИЕ ДВУМЕРНЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ ПОВЕРХНОСТИ, ПОЛУЧЕННЫХ СРЕДСТВАМИ ЗОНДОВОЙ МИКРОСКОПИИ

в зависимости от величины и фазы отдельных компонент. При изменении координат точки Р полная амплитуда и, следовательно, интенсивность принимают различные случайные значения. Именно это случайное изменение интенсивности и является спекл-эффектом.
В спекл-интерферометрии можно выделить два основных метода: 1) корреляционную спекл-интерферометрию; 2) спекл-фотографию. В каждом из этих методов оптически шероховатая поверхность наблюдается в начальном и смещенном относительно него положениях и изучается картина интерференционных полос. В зависимости от способа регистрации и наблюдения интерференционной картины можно добиться, чтобы расстояние между полосами было чувствительным к локальным смещениям поверхности либо к первым или вторым производным этих смещений по координатам. В первом случае регистрируются непосредственно спеклы, а во втором - корреляционная функция спеклов [16].
В методе спекл-фотографии с помощью линзы осуществляется запись двух рассеянных предметом световых волн (до смещения и после). В плоскости изображения возникают две спекл-структуры: одна из них формируется волной, рассеянной несмещенным предметом, другая -волной, рассеянной предметом после его смещения. Эти две спекл-структуры можно считать идентичными с той лишь разницей, что одна из них сдвинута по отношению к другой. Величина этого сдвига зависит от величины смещения самого предмета, а также от положения плоскости регистрации. Таким образом можно определить величину смещения предмета (или участка поверхности предмета), измерив относительный сдвиг двух зафиксированных спекл структур.
В спекл-фотографии часто применяется анализ суммарной спекл-картины в фурье-пространстве. Преобразование Фурье может осуществляться как с помощью оптической системы, так и в памяти ЭВМ. После преобразования суммарного спекл-изображения получается картина полос, расстояние между которыми и направление характеризуют смещение поверхности исследуемого объекта.
Методы корреляционной спекл-интерферометрии чаще используются для наблюдения производных смещений. Широко применяется для этих целей метод сдвиговой спекл-интерферометрии [15, 42], позволяющий оценивать значения первых производных смещений поверхности.
Снижение требований к регистрирующим средам и виброизоляции позволило методам спекл-интерферометрии занять лидирующее место в области исследования деформаций. Возможность применения электронных регистрирующих приборов открыло возможность применения этих методов для исследования динамики деформации в широком диапазоне разрешений и скоростей деформирования [12].