null云纹技术 (Moiré Method )云纹技术 (Moiré Method ) 两族条纹相重叠所产生的新的花样,叫做云纹。中文曾翻译为莫尔条纹、莫阿条纹等,后定名为云纹。为和另一种干涉云纹相区别,这种云纹称为几何云纹。
出于测量的目的,一般地用两个规则的等间隔平行线栅去构成云纹。一个栅随试件的变形而变形,称试件栅(或变形栅),另一个栅保持不变,称参考栅(或基准栅)。它们重叠在—起所产生的云纹,将给出试件变形或形状的信息。 初始时,栅的间隔为称为节距,常用p
示。 l/p 为栅的空间频率。和栅线垂直的方向称主方向。
几何云纹所用的栅为每毫米几线到50线或100线。moire.exe云纹技术(Moire Method)云纹技术(Moire Method)§4.2平面云纹
通常,采用等间隔平行线栅做为初始试件栅,粘贴在试件上,令其和试件一起变形;另一等间隔平行线栅保持不变,做为参考栅。试件栅和参考栅直接叠合在一起,形成云纹。这种云纹是沿栅的主方向的位移分量等值线。最小可测位移,也叫测量灵敏度,是P。如用每毫米50线的栅,可测小到0.02mm的位移。l. 平面云纹的全场分析
可以得出以下结论:
全场条纹是沿主方向位移分量的等值线,亮条纹方程为:云纹技术(Moire Method)云纹技术(Moire Method)把对上述条纹方程求导,可以得到全场应变分布。如下
云纹技术(Moire Method)云纹技术(Moire Method)云纹技术(Moire Method)云纹技术(Moire Method)例题:主方向均匀拉伸:设栅线沿y方向主方向位移:云纹条纹几何方程:云纹条纹物理方程:条纹间隔平行于栅线方向的等间隔平行条纹云纹技术(Moire Method)云纹技术(Moire Method)例题:刚体面内小角度旋转:设栅线沿y方向
主方向位移:云纹条纹几何方程:云纹条纹物理方程:条纹间隔垂直于栅线方向的等间隔平行条纹云纹技术(Moire Method)云纹技术(Moire Method)例题:3. 平面云纹,A栅栅距为1/50mm, B栅栅距为1/49mm。它们栅线平行地重叠在一起,形成的云纹的间距是多少? 若B栅沿主方向跑动, 在初始某位置设监视点, 当云纹跑过一条, B栅跑过多少距离?B栅可看成由A栅做均匀拉伸而成,对应的拉伸应变为0.02。由此
条纹方程:
联立上二式:
由上,云纹条纹间距1mm。由云纹形成机制或直接由条纹方程可看出,当且仅当位移增加一个节距p,相应的云纹条纹阶数增加1。所以,当云纹跑过一条, B栅跑过0.02 mm。云纹技术(Moire Method)云纹技术(Moire Method) 条纹移动法:阶数增减方向的确定
当参考栅向位移正向移动时, 条纹由低阶向高阶移动, 即条纹移动方向是条纹(代数)级数增加的方向.小数阶条纹的读取
当参考栅移动1/k节距时,云纹条纹由N级移动到N+(1/k)级。云纹技术(Moire Method)云纹技术(Moire Method)3.u场和 v场条纹的分离
试件栅使用正交栅,参考栅单向栅
Fourier滤波
云纹技术(Moire Method)云纹技术(Moire Method)4.云纹的插值或倍增
插值:条纹移动法
倍增:Fourier滤波方法
技术要点:
相干照明
系统要能分辨栅线
栅线透射率不能为正弦的。云纹技术(Moire Method)云纹技术(Moire Method) 阴影云纹:云纹技术(Moire Method)云纹技术(Moire Method)影栅云纹应用实例:栅线板沿主方向运动前栅线板沿主方向运动后云纹技术(Moire Method)云纹技术(Moire Method)影栅云纹应用实例:云纹技术(Moire Method)云纹技术(Moire Method) 投影云纹干涉云纹技术(Moire Interferometry)干涉云纹技术(Moire Interferometry)波前分析
光路:平面试件表面刻有周期为P 的线栅;
二束激光在线栅主平面内关于试件表面法线对称照明,它们与法线夹角θ;
光束1的-1级衍射光波和光束2的+1级衍射光波沿试件表面法线方向传播。
此时必有:干涉云纹技术(Moire Interferometry)干涉云纹技术(Moire Interferometry)波前分析
干涉云纹技术(Moire Interferometry)干涉云纹技术(Moire Interferometry) 条纹方程
灵敏度
例如,若p=10-3mm, u0=0.5μm。干涉云纹技术(Moire Interferometry)干涉云纹技术(Moire Interferometry)干涉云纹技术(Moire Interferometry)干涉云纹技术(Moire Interferometry)