基于散斑计量的材料内部缺陷检测及物体形貌测量

摘要

散斑计量技术作为一种光学测量技术，由于其具有非接触、高精度、实时全场测量等特性，被广泛应用在许多领域。本文主要考虑散斑计量技术在无损检测及形貌检测中的应用，针对在无损检测及形貌检测中的存在的一些问题进行相关研究，并在此基础上提出相应的解决方法。
　　针对散斑计量技术在无损检测应用中常常会遇到一些深层缺陷不能被直接识别这一问题，提出可以通过测量含缺陷材料离面变形的二阶导数来识别该类缺陷的方法。为了证明该方法的正确性，利用理论推导、数值仿真及实验三个方面对该方法进行了验证。结果表明该方法能够很好的识别出较深层缺陷的存在。同时，本文对剪切量在数字散斑干涉法进行缺陷检测中的影响进行了研究。
　　缺陷的深度测量也是很缺陷检测中重要的一个部分，也是最为复杂的部分。以往的缺陷深度检测中往往是依据经验或者简单的计算来获得缺陷的大致深度，这样往往会导致与实际的深度有较大偏差。针对这种情况，本文利用基本薄板挠度公式结合方程组求解，找到一种新的测量深度的方法。结果表明较之以往的方法，该方法所测得的深度在精度上得到了较大的提高。
　　数字图像相关也是散斑计量技术中的一种，在形貌测量方面，该技术已有了许多的应用。比如通过平移被测物体，再利用数字图像相关法测量物体上每一点的平移量就能间接得到物体的形貌。但是这种方法的缺点就在于需要平移物体。本文在此基础上，在实验中加入一个能旋转的平面镜，通过旋转平面镜达到平移物体的目的。结果表明该方法不仅简单实用，同时也具有很高的测量精度。

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图表清单

注释表

第一章 绪 论

1.1 散斑计量技术的发展及应用现状

1.2 研究背景及目的

1.3 本文的主要内容及安排

第二章 数字散斑计量技术基本原理

2.1 数字散斑干涉法

2.2 数字散斑剪切干涉法

2.3 数字图像相关

2.4 相位检测技术

2.5 小结

第三章 数字散斑剪切干涉法中剪切量的影响

3.1 引言

3.2 剪切量的影响

3.3 小结

第四章 基于散斑计量技术的缺陷识别及定量检测

4.1 含缺陷薄板在载荷下的变形分析

4.2 缺陷边界识别

4.3 缺陷深度计算

4.4 小结

第五章 数字图像相关技术中光照不均匀影响及修正

5.1 光照不均匀的影响

5.2 修正方法及实验验证

5.3 小结

第六章 基于数字图像相关技术的形貌检测

6.1 引言

6.2 原理

6.3 实验及结果

6.4 小结

第七章 总结与展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文