基于高速視覺的微納尺度材料動態(tài)力學(xué)參數(shù)測量方法研究.pdf

1、模量和內(nèi)耗是研究材料性質(zhì)的兩個重要的動態(tài)力學(xué)參數(shù)，其中內(nèi)耗直接反映了材料的缺陷屬性。盡管微納尺度材料模量測量理論相對成熟，但傳統(tǒng)的內(nèi)耗測量技術(shù)僅針對固體大尺度試樣，無法用于微納尺度材料內(nèi)耗測量。國內(nèi)外針對微納尺度材料的內(nèi)耗測量方法，存在測量精度低、測量頻率難以控制、測量頻率范圍窄以及無法測量內(nèi)耗頻率譜等問題。本文提出的基于高速視覺的非接觸式動態(tài)力學(xué)參數(shù)測量方法，是通過高性能的圖像獲取系統(tǒng)及顯微平臺的結(jié)合來實(shí)現(xiàn)對微納尺度材料的模量和內(nèi)耗獲

2、取。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法的測量效果好、頻譜寬，且系統(tǒng)具有良好的可拓展性。
　　本文的主要工作和研究內(nèi)容如下:
　　(1)對比國內(nèi)外關(guān)于微納尺度材料模量和內(nèi)耗的測量方法的優(yōu)缺點(diǎn)，提出基于高速視覺的微納尺度材料動態(tài)力學(xué)參數(shù)測量方法，完成測量理論的論證和計算方法的推導(dǎo)。
　　(2)完成基于高速視覺方法測量系統(tǒng)的方案設(shè)計并搭建硬件平臺，設(shè)計纖維試樣的振動激發(fā)測量方案，實(shí)現(xiàn)振動過程中高幀率圖像序列的采集和測量。
　　(3)

3、分析相關(guān)圖像處理算法和數(shù)據(jù)擬合方法，提出基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)方法的纖維目標(biāo)提取算法和基于最小二乘的振動曲線擬合方法，實(shí)現(xiàn)了低頻內(nèi)耗計算、纖維長度測量、固頻提取以及高頻內(nèi)耗計算。
　　(4)通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證測量系統(tǒng)的可行性和有效性，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方法可實(shí)現(xiàn)對模量和內(nèi)耗的無接觸式測量。
　　本文研究工作的創(chuàng)新之處:
　　(1)測量思想創(chuàng)新:提出了一種獲取微納尺度材料動態(tài)力學(xué)參數(shù)的新方法，利用高速視覺實(shí)現(xiàn)了對試樣模量內(nèi)耗的非接觸式測量