《數(shù)字化轉(zhuǎn)型和跨學(xué)科實(shí)踐暑期研討會(huì)》詳解
數(shù)字化轉(zhuǎn)型和跨學(xué)科實(shí)踐暑期研討會(huì)
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光學(xué)應(yīng)變測(cè)量是一種非接觸式的測(cè)量方法,可以用于測(cè)量物體在受力或變形時(shí)的應(yīng)變情況。它具有高精度和高分辨率的特點(diǎn),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)物體應(yīng)變情況的準(zhǔn)確測(cè)量。然而,光學(xué)應(yīng)變測(cè)量的精度和分辨率受到多種因素的影響。首先,被測(cè)物體的特性會(huì)對(duì)測(cè)量精度產(chǎn)生影響。物體的表面粗糙度、反射率和形狀等因素都會(huì)影響光的傳播和反射,從而影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此,在進(jìn)行光學(xué)應(yīng)變測(cè)量時(shí),需要對(duì)被測(cè)物體的特性進(jìn)行充分的了解和分析,以確保測(cè)量結(jié)果的精度。其次,選擇合適的測(cè)量設(shè)備也是保證測(cè)量精度的重要因素。不同的測(cè)量設(shè)備具有不同的分辨率和靈敏度,需要根據(jù)具體的測(cè)量需求選擇合適的設(shè)備。同時(shí),進(jìn)行準(zhǔn)確的校準(zhǔn)也是確保測(cè)量精度的關(guān)鍵步驟。通過與已知應(yīng)變的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比對(duì),可以對(duì)測(cè)量設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn),提高測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。此外,對(duì)被測(cè)物體進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚硪彩翘岣邷y(cè)量精度的重要措施。例如,對(duì)于表面粗糙的物體,可以進(jìn)行光學(xué)平滑處理,以減少光的散射和反射,提高測(cè)量的準(zhǔn)確性。對(duì)于反射率較低的物體,可以使用增強(qiáng)反射技術(shù),提高信號(hào)強(qiáng)度和測(cè)量精度。光學(xué)非接觸應(yīng)變測(cè)量可以實(shí)時(shí)、非接觸地評(píng)估微電子器件的應(yīng)變狀態(tài)和性能。全場(chǎng)三維非接觸測(cè)量裝置
光學(xué)非接觸應(yīng)變測(cè)量方法是一種利用光學(xué)原理來測(cè)量物體應(yīng)變的技術(shù)。其中一種方法是光彈性法,它基于光彈性效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)應(yīng)變的測(cè)量。光彈性法利用光在物體中傳播時(shí)受到應(yīng)變的影響,通過對(duì)光的偏振狀態(tài)和干涉圖樣的分析來測(cè)量應(yīng)變。當(dāng)光通過應(yīng)變體時(shí),由于應(yīng)變的存在,光的傳播速度和偏振狀態(tài)會(huì)發(fā)生改變。通過測(cè)量光的傳播速度和偏振狀態(tài)的變化,可以推斷出物體的應(yīng)變情況。光彈性法具有高精度和高靈敏度的優(yōu)點(diǎn),適用于對(duì)微小應(yīng)變的測(cè)量。它可以實(shí)現(xiàn)非接觸式的測(cè)量,不會(huì)對(duì)被測(cè)物體造成損傷。同時(shí),由于光的傳播速度和偏振狀態(tài)的變化可以通過光學(xué)儀器進(jìn)行精確測(cè)量,因此可以獲得較高的測(cè)量精度。除了光彈性法,還有其他一些光學(xué)非接觸應(yīng)變測(cè)量方法。全息干涉法是一種利用全息術(shù)和干涉原理來測(cè)量應(yīng)變的方法,它可以實(shí)現(xiàn)全場(chǎng)測(cè)量,適用于大范圍的應(yīng)變測(cè)量。數(shù)字圖像相關(guān)法利用數(shù)字圖像處理技術(shù)來分析物體表面的圖像信息,從而實(shí)現(xiàn)應(yīng)變的測(cè)量。激光散斑法利用激光散斑圖樣的變化來測(cè)量應(yīng)變,適用于表面應(yīng)變的測(cè)量。光纖光柵傳感器是一種利用光纖光柵的光學(xué)效應(yīng)來測(cè)量應(yīng)變的方法,它可以實(shí)現(xiàn)高精度的應(yīng)變測(cè)量。高速光學(xué)數(shù)字圖像相關(guān)測(cè)量物體的表面特性如粗糙度、反射率和形狀會(huì)影響光的傳播和反射,從而影響光學(xué)應(yīng)變測(cè)量的準(zhǔn)確性。
金屬應(yīng)變計(jì)的實(shí)際應(yīng)變計(jì)因子可以通過傳感器廠商或相關(guān)文檔獲取,通常約為2。實(shí)際上,應(yīng)變測(cè)量的量很少大于幾個(gè)毫應(yīng)變(10?3),因此必須精確測(cè)量電阻極微小的變化。例如,如果測(cè)試樣本的實(shí)際應(yīng)變?yōu)?00毫應(yīng)變,應(yīng)變計(jì)因子為2的應(yīng)變計(jì)可檢測(cè)的電阻變化為2 * (500 * 10??) = 0.1%。對(duì)于120Ω的應(yīng)變計(jì),變化值只為0.12Ω。為了測(cè)量如此小的電阻變化,應(yīng)變計(jì)采用基于惠斯通電橋的配置概念。常見的惠斯通電橋由四個(gè)相互連接的電阻臂和激勵(lì)電壓VEX組成。當(dāng)應(yīng)變計(jì)與被測(cè)物體一起安裝在電橋的一個(gè)臂上時(shí),應(yīng)變計(jì)的電阻值會(huì)隨著應(yīng)變的變化而發(fā)生微小的變化。這個(gè)微小的變化會(huì)導(dǎo)致電橋的電壓輸出發(fā)生變化,進(jìn)而可以通過測(cè)量輸出電壓的變化來計(jì)算應(yīng)變的大小。光學(xué)非接觸應(yīng)變測(cè)量是一種新興的測(cè)量技術(shù),它利用光學(xué)原理來測(cè)量材料的應(yīng)變。這種技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)非接觸、高精度和高靈敏度的應(yīng)變測(cè)量。光學(xué)非接觸應(yīng)變測(cè)量通常使用光纖光柵傳感器或激光干涉儀等設(shè)備來測(cè)量材料表面的位移或形變,從而間接計(jì)算出應(yīng)變的大小。
隨著礦井開采逐漸向深部延伸,原巖應(yīng)力和構(gòu)造應(yīng)力不斷上升,這對(duì)于研究圍巖力學(xué)特性、地應(yīng)力分布異常以及巖巷支護(hù)設(shè)計(jì)至關(guān)重要。為了深入探究深部巖巷圍巖的變形破壞特征,一支研究團(tuán)隊(duì)采用了XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)和相似材料模擬方法。該研究團(tuán)隊(duì)通過模擬不同開挖過程和支護(hù)作用對(duì)深部圍巖變形破壞的影響,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)了模型表面的應(yīng)變和位移。他們使用了XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng),該系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)捕捉圍巖表面的應(yīng)變情況,并將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)進(jìn)行分析。通過這種方法,研究團(tuán)隊(duì)能夠準(zhǔn)確地觀察到圍巖在不同開挖和支護(hù)條件下的變形情況。研究團(tuán)隊(duì)還使用了相似材料模擬方法,將實(shí)際的巖石圍巖模型轉(zhuǎn)化為相似材料模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。他們根據(jù)實(shí)際的巖石力學(xué)參數(shù),選擇了相應(yīng)的相似材料,并通過模擬開挖和支護(hù)過程,觀察圍巖的變形和破壞情況。通過分析不同支護(hù)設(shè)計(jì)和開挖速度對(duì)圍巖變形破壞規(guī)律的影響,研究團(tuán)隊(duì)為深入研究巖爆的發(fā)生和破壞規(guī)律提供了指導(dǎo)依據(jù)。他們發(fā)現(xiàn),合理的支護(hù)設(shè)計(jì)和適當(dāng)?shù)拈_挖速度可以有效地減少圍巖的變形和破壞,從而降低巖爆的風(fēng)險(xiǎn)。光學(xué)非接觸應(yīng)變測(cè)量適用于對(duì)被測(cè)物體要求非破壞性的應(yīng)用,如珍貴文物的保護(hù)和生物組織的應(yīng)變測(cè)量。
建筑物的變形測(cè)量需要根據(jù)確定的觀測(cè)周期和總次數(shù)進(jìn)行。觀測(cè)周期的確定應(yīng)遵循能夠系統(tǒng)反映實(shí)際建筑物變形變化過程的原則,同時(shí)不能遺漏變化的時(shí)間點(diǎn)。此外,還需要綜合考慮單位時(shí)間內(nèi)的變形量大小、變形特征、觀測(cè)精度要求以及外部因素的影響。對(duì)于單層網(wǎng),觀測(cè)點(diǎn)和控制點(diǎn)的觀測(cè)應(yīng)根據(jù)變形觀測(cè)周期進(jìn)行。而對(duì)于兩級(jí)網(wǎng)絡(luò),需要根據(jù)變形觀測(cè)周期來觀測(cè)聯(lián)合測(cè)量的觀測(cè)點(diǎn)和控制點(diǎn)。對(duì)于控制網(wǎng)絡(luò)的部分,可以根據(jù)重新測(cè)量周期來進(jìn)行觀察??刂凭W(wǎng)的復(fù)測(cè)周期應(yīng)根據(jù)測(cè)量目的和點(diǎn)的穩(wěn)定性來確定。一般情況下,建議每六個(gè)月進(jìn)行一次復(fù)測(cè)。在施工過程中,可以適當(dāng)縮短觀測(cè)時(shí)間間隔,待點(diǎn)穩(wěn)定后則可以適當(dāng)延長(zhǎng)觀測(cè)時(shí)間間隔。總之,建筑物變形測(cè)量需要根據(jù)確定的觀測(cè)周期和總次數(shù)進(jìn)行,觀測(cè)周期的確定應(yīng)綜合考慮多個(gè)因素。以上是關(guān)于光學(xué)非接觸應(yīng)變測(cè)量的相關(guān)內(nèi)容。光學(xué)應(yīng)變測(cè)量技術(shù)的非接觸性消除了傳感器與被測(cè)物體之間的物理接觸,減少了測(cè)量誤差的可能性。高速光學(xué)數(shù)字圖像相關(guān)測(cè)量
在光學(xué)非接觸應(yīng)變測(cè)量中,選擇合適的測(cè)量范圍和測(cè)量精度是實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)量的關(guān)鍵。全場(chǎng)三維非接觸測(cè)量裝置
光學(xué)非接觸應(yīng)變測(cè)量是一種利用光學(xué)原理來測(cè)量物體表面應(yīng)變的方法。其中,全息干涉術(shù)和激光散斑術(shù)是兩種常用的技術(shù)。全息干涉術(shù)利用全息干涉的原理來測(cè)量物體表面的應(yīng)變。它通過將物體表面的應(yīng)變信息轉(zhuǎn)化為光的干涉圖案來實(shí)現(xiàn)測(cè)量。具體而言,當(dāng)光線照射到物體表面時(shí),光線會(huì)被物體表面的形變所影響,從而產(chǎn)生干涉圖案。通過對(duì)干涉圖案的分析,可以得到物體表面的應(yīng)變分布情況。全息干涉術(shù)具有高精度、高靈敏度和非接觸的特點(diǎn),因此在材料研究、結(jié)構(gòu)分析和工程測(cè)試等領(lǐng)域得到普遍應(yīng)用。激光散斑術(shù)是另一種常用的光學(xué)非接觸應(yīng)變測(cè)量方法。它利用激光光束照射到物體表面,通過物體表面的散射光產(chǎn)生散斑圖案。物體表面的應(yīng)變會(huì)導(dǎo)致散斑圖案的變化,通過對(duì)散斑圖案的分析,可以得到物體表面的應(yīng)變信息。激光散斑術(shù)具有簡(jiǎn)單、快速、非接觸的特點(diǎn),適用于對(duì)物體表面應(yīng)變進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和測(cè)量。全場(chǎng)三維非接觸測(cè)量裝置