基于散斑剪切干涉的材料無損檢測技術(shù)研究.pdf

1、近年來散斑干涉技術(shù)進(jìn)入數(shù)字化時代，數(shù)字剪切散斑干涉技術(shù)（DSSPI）也應(yīng)運而生。數(shù)字剪切散斑干涉技術(shù)因其結(jié)構(gòu)簡單，對測量環(huán)境要求低，無需參考物體、全場非接觸等優(yōu)勢被認(rèn)為最適用于對薄板型材料進(jìn)行無損檢測。但是目前對DSSPI的研究還未有從理論角度出發(fā)的詳細(xì)研究。本文從有限元分析軟件ANSYS出發(fā)，結(jié)合MATLAB軟件進(jìn)行散斑圖像處理，指導(dǎo)實驗系統(tǒng)的搭建，并應(yīng)用集成的DSSPI實驗系統(tǒng)對鋁板、復(fù)合材料板進(jìn)行缺陷檢測及分析。主要研究內(nèi)容如下：

2、
　　1.應(yīng)用MATLAB和有限元分析軟件ANSYS進(jìn)行了“PZT位移誤差對缺陷檢測的影響”仿真模擬實驗。實驗以PI公司生產(chǎn)的P-841.10位移器與E-709.SRG位移控制器的性能指標(biāo)為例，模擬了DSSPI系統(tǒng)中在不同缺陷尺寸、缺陷深度、缺陷位置以及不同的負(fù)載強度情況下，PZT的位移誤差對缺陷檢測的影響。所得結(jié)論會為實驗帶來指導(dǎo)作用。
　　2.設(shè)計、搭建并集成了一套基于邁克爾遜干涉結(jié)構(gòu)的數(shù)字散斑剪切干涉系統(tǒng)。在此套系統(tǒng)中

3、，使用PZT作為相移裝置，通過控制干涉儀中兩反射鏡的角度來控制系統(tǒng)剪切量。在圖像采集部分，開發(fā)了一款軟件用于同步控制PZT位移和CCD圖像采集。該款軟件可以準(zhǔn)確控制曝光量、相移量，還可在散斑圖與干涉條紋圖中切換模式，實時觀察干涉條紋形狀，便于控制負(fù)載施加的大小。
　　3.應(yīng)用集成的DSSPI系統(tǒng)對預(yù)埋不同缺陷尺寸和缺陷深度的鋁板進(jìn)行缺陷檢測。通過仿真模擬表明在鋁板背面打孔可模擬板內(nèi)部孔狀缺陷。在有、無缺陷對比實驗中，通過將有、無缺

4、陷鋁板的解包裹相位圖進(jìn)行相減對比這種方法來將缺陷“放大”。該方法具有較高辨識度，可用于大量生產(chǎn)的材料板質(zhì)量檢測中。在不同缺陷尺寸和缺陷深度檢測實驗中，通過分析解包裹相位圖與二維相位曲線發(fā)現(xiàn)：缺陷深度對缺陷檢測的影響要大于缺陷尺寸的影響。即使缺陷尺寸足夠大，如果缺陷深度過大，缺陷也不能被有效檢測出來。這為今后的材料檢測提供了的一個依據(jù)。
　　4.應(yīng)用集成的DSSPI系統(tǒng)對復(fù)合材料板進(jìn)行缺陷檢測。待測試件為兩塊受到?jīng)_力的樹脂加碳纖維復(fù)