白光數(shù)字圖像頻域分析法及其應(yīng)用研究.pdf

1、本文研究一種基于計算機數(shù)字圖像頻域分析的全場、非破壞、無需相干光源的位移和應(yīng)變的測量方法.用CCD攝像機記錄變形或運動前后灰度的圖像,將其數(shù)字化,以物體表面隨機的灰度分布或特征斑紋為載體,對變形前后的圖像通過頻域相關(guān)算法分析和提取位移信息,可以用逐點和全場的條紋顯示.該方法的測試系統(tǒng)簡單,對于測試表面一般無需特殊處理,對于照明可以是自然光或室內(nèi)一般燈光,因此方法對于環(huán)境和防震等無特殊要求. 在傅立葉光學(xué)和單光束雙曝光激光散斑干涉

2、法分析的基礎(chǔ)上,本文推導(dǎo)了白光數(shù)字圖像頻域分析法位移測量的基本公式. 本文中針對白光數(shù)字圖像頻域分析法位移測量的數(shù)據(jù)自動分析的需要,提出了數(shù)字相移技術(shù)和數(shù)字倍增技術(shù),推導(dǎo)了相應(yīng)公式.相移和倍增無須附加任何光學(xué)元件,充分利用了計算機數(shù)字圖像處理能力并使得白光數(shù)字圖像頻域分析法的位移信息的提取實現(xiàn)自動化. 文章中用虛擬圖像的變形、旋轉(zhuǎn)和變形；實物圓盤的旋轉(zhuǎn)及懸臂梁端部受集中載荷試件的位移計算結(jié)果證明了白光數(shù)字圖像頻域分析法的

3、可行性和正確性. 作為白光數(shù)字圖像頻域分析法的應(yīng)用,本文研究了特種有機玻璃材料的斷裂特性,紙漿模塑材料的力學(xué)性能和掃描電鏡圖像的位移場.以上實例顯示了白光數(shù)字圖像頻域分析法對于細微關(guān)尺度力學(xué)分析的能力及其對于不同的照明條件和不同的物表面條件的適應(yīng)性,可以推想白光數(shù)字圖像頻域分析法也可用于工程大型構(gòu)件的力學(xué)分析. 對于白光數(shù)字圖像頻域分析法的精度、靈敏度、適用范圍本文也進行了分析. 白光數(shù)字圖像頻域分析法從信息的采