电子散斑干涉法在结构内部缺陷检测中的应用研究

摘要

结构缺陷包括结构表面的缺陷和结构内部的缺陷，表面的缺陷通常是可见的，易于观察和检测，而内部缺陷却具有隐蔽性和危险性，其检测过程比较困难。目前国内外用于结构缺陷检测的方法如红外成像检测法、声发射法、X射线法等，已经在其适用范围内得到了广泛的应用，解决了许多实际问题，但在结构内部缺陷的定量研究特别是小缺陷的研究上，国内外相关文献报道较少。 本文从现代光测力学、弹性力学以及有限元数值计算的角度，应用电子散斑干涉法和相移技术对缺陷进行了研究和分析，得到了一些有价值的研究结果。将电子散斑干涉法和相移技术应用于结构内部缺陷的研究，合理的设计试验试件，运用不同的加载方式进行实验，比较了各种加载方法在实验过程中的优缺点，发现温度加载在载荷控制和稳定上存在困难，而气压加载较易控制且稳定性好，因此选用气压加载的方法，进行了一系列实验，并进行了数据分析，为实验的进一步开展奠定了基础，提出了改进建议。 本文研究结构内部缺陷的检测方法，应用弹性薄板理论模拟缺陷覆盖层在载荷作用下的变形，该研究可用于当缺陷位置深度与覆盖层直径之比α为1/80<α<1/5且缺陷直径小于200mm的缺陷检测。将理论模型、数值模拟和实验研究三者结合在一起，各发挥所长，相互补充，使检测方法更有效。力学模型为理论分析提供指导，数值模拟结果用于实验试件尺寸的设计，避免了设计的盲目；同时数值模拟载荷值指导实验载荷，避免了试件加载过程的破坏。成功地运用电子散斑干涉法离面位移测量系统和高质量的相移技术对缺陷覆盖层铝合金板进行了受载变形检测，说明了电子散斑干涉法对结构内部缺陷检测的可行性和突出优点。将电子散斑干涉法应用于结构内部缺陷的检测，不仅为结构检测提供了新的检测方法，同时也拓展了电子散斑干涉法实验力学的应用领域。

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第1章 引言

1.1结构缺陷检测发展现状：

1.2选题的背景：

1.3本课题研究思路和研究意义

第2章 结构内部缺陷在均布压力作用下的理论研究

2.1结构内部缺陷理论模型的简化与建立

2.1.1弹性薄板理论的基本假设

2.2.2基本关系式和基本方程

2.2各模型在不同载荷作用下的变形分析

第3章 结构内部缺陷在均布压力作用下的有限元研究

3.1有限单元法简介：

3.1.1有限元法的基本原理

3.1.2有限元软件

3.1.3有限元软件的分析过程

3.1.4有限元模型重建理论

3.2缺陷在均布压力载荷作用下的有限元分析

3.2.1 D=40mm，h=5mm圆盘在均布载荷作用下的离面位移图

3.2.2 D=8mm，不同位置深度缺陷覆盖层在载荷作用下的变形分析

第4章 用电子散斑干涉法对结构内部缺陷检测的实验研究

4.1电子散斑干涉法简介

4.1.1电子散斑干涉法的历史、现状

4.1.2相位测量技术

4.1.3电子散斑干涉法原理及实验光路

4.2电子散斑干涉法对缺陷试件在气压载荷作用下的变形研究

4.2.1实验中采用的试件与加载方法：

4.2.2实验中的一些技术问题

4.2.3加载方式的探索历史

4.2.4加载方式的设计

4.2.5 ESPI光路的布置

4.2.6光路的调试

4.2.7实验步骤：

4.2.8实验结果及数据分析

第5章 误差分析及实验改进建议

5.1误差分析

5.2改进建议

第6章 结论及展望

6.1结论：

6.2本文的创新和贡献：

6.3展望

参考文献

致谢

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果