透明件残余应力无损检测研究

透明件残余应力，尤其是孔洞周边、材料边缘等部位残余应力的无损定量检测，对于透明件的质量控制和寿命估算具有重要的意义，然而目前缺少成熟的检测方法。项目采用数字全息光弹对传统光弹性法进行改造，通过旋转参考光偏振面，联立求解由全息图进行变换得到的光强方程组，提出合适的解包算法，和针对曲面透明件的解决方案，建立一种实验装置简单，不需要额外的实验手段和数值方法分离条纹、确定条纹级数和应力分量，直接求解应力场的透明件残余应力无损检测方法。搭建检测系统，测量实际透明件的残余应力，结合实验结果和数值模拟分析残余应力的分布特点，为完善相关透明件的制造工艺，评估透明件的安全性能提供可靠的依据。提出的数字全息光弹方法不仅能够方便、独立的检测透明件残余应力，还可以发展为一种有效的常规应力检测技术，其性能将显著优于传统光弹性法，可为各种透明件的力学性能无损检测提供有力的实验手段，具有重要的研究价值和广阔的应用前景。

透明件残余应力的无损定量检测，对于透明件的质量控制和寿命估算具有重要的意义，然而目前缺少成熟的检测方法。项目采用数字全息光弹对传统光弹性法进行改造，通过旋转参考光偏振面，采用多元非线性函数极值的微分搜索算法联立求解由全息图进行变换得到的光强方程组，提出合适的解包算法，取代了传统全息光弹性法中的分离条纹、确定条纹级数和求解应力分量等步骤，建立了一种实验装置相对简单，不需要额外的实验手段和数值方法分离条纹、确定条纹级数和应力分量，可直接求解应力场的透明件应力场无损检测方法。提出的方法既可以检测受力状态下的变化应力场，也可以检测残余应力。项目对新方法进行了理论研究，并搭建了检测系统。项目还基于4f系统及照相机变焦镜头的设计思想，在传统4f变焦系统的两透镜中间插入一负透镜，设计了一个新的数字变焦系统，可以有效扩大光测力学实验的试件尺寸，为各类光测力学实验提供了有力的变焦手段。并针对数字全息光弹对成像质量要求高的特点，发展了通过滤波消除零级衍射干扰的方法，提高了全息图质量，该方法可用于各种数字全息实验，以提高各类全息图的成像质量。. 项目最后用搭建的数字全息光弹检测系统实际测量了透明件在受载时的应力，并与理论结果进行了对比；检测了透明件的残余应力，并与传统钻孔法的测量结果进行了对比。实验结果表明，项目提出的数字全息光弹无损检测方法，可以有效的检测透明件内部的变化应力场或残余应力。建立的数字全息光弹无损检测方法克服了传统光弹性法的固有难点，可为透明件的质量控制和失效分析提供有力的检测手段，还可以发展为一种有效的透明件常规应力检测技术，具有重要的研究价值和广阔的应用前景。