高速積分型位相シフト法による実時間応力・ひずみ解析法の開発とその応用

高速积分相移法实时应力/应变分析方法的开发及其应用

• 批准号: 14750066
• 负责人: 米山 聡
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Tokyo University of Science (2003)Wakayama University (2002)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14750066/
• 关键词: 実験応力・ひずみ解析; 光弾性法; 光干渉法; 位相シフト法; 画像処理; 実時間; 応力分離; 光学的測定法; 等色線; 等傾線

位相シフト法を高速・実時間で行うため,偏光子および検光子をカメラのフレームレートに同期させて高速に回転させる装置を開発した.また,このときに得られる光強度(縞パターン)から,等色線パラメータ(主応力差)および等傾線パラメータ(主応力方向)の位相を解析するアルゴリズムを考案し,シミュレーションおよび実験によりその有効性を示した.これにより,6/30秒間にCCDカメラにより得られた6枚のしま画像からカメラのフレームレート(30frames/s)毎に主応力差および主方向の位相分布を得ることができるようになった.この方法においても解析可能である現象は少なくとも6/30秒の間に静止していると見なせる場合のみである.そこで,負荷が一定速度で増加する場合についてシミュレーションおよび実験を行い,解析結果の負荷速度依存性や誤差の原因について検討した.その結果,負荷の変動が主応力差の解析結果に与える影響は小さいが,主方向に対しては大きく影響することがわかった.主応力方向の影響により,主応力差の位相の符号(正負)が逆転する問題についても検討した.この問題に関しては,荷重増加法を用いることにより克服することができる可能性を示した.次に,光干渉を用いて主応力和を求める光学系と光弾性法の両方を同時に実行できる光学系を構築した。ここでは,位相シフト法により求めた等色線・等傾線・等厚線の位相値を荷重増加法を用いて位相接続し,応力成分そのものを精度良く決定できる方法を開発した.

Phase シフト法をHigh-speed・実时で行うため, Polarized photon および検Photon をカメラのフレームレートに Same period させてHIGHWAY に転させる device を开発した.また,このときに得られるLight intensity(缟パターン)から,isochromatic line パラメータ(main power difference)およびAnalysis of the phase of the isocline line (direction of the principal force), test caseミュレーションおよび実験によりそのeffectivenessをshowした.これにより,6/30 Seconds of the CCD カメラにより got られた6 pieces of のしまimage からカメラのフレームレート(30frames/s) Each main force difference is the main direction and the phase distribution is obtained.ができるようになった.このmethodにおいてもAnalysis of possible であるphenomenonは小なくとも6/30 secondsの间にstillしていると见なせるoccasionのみである.そこで,loadが一When the constant speed is added, the analysis results are obtained The load speed dependence is the cause of the error and the result of the load change is the main factor. The analysis result of the force difference is that the influence of the force difference is small and the main direction is large and the influence is large. The influence of the main force direction, the phase sign (positive and negative) of the main force difference The inverse problem is the problem, the load addition problem is the problem, and the load addition problem is the problem.ことにより overcomes することができる possibility をshows した.times に, 光干渉を用いて主応The force and the force are the same as the optical system and the optical system are constructed at the same time.ここでは, Phase シフト法により Find the phase value of めたisochromatic line, isocline and isopach line and load increase The method is to use the position to connect the components, and the force component is to be determined with good accuracy and the method is to open the method.

项目成果

Yoneyama, S., Morimoto, Y., Matsui, R.: "Photoelastic Fringe Pattern Analysis by Real-time Phase-shifting Method"Optics and Lasers in Engineering. 39-1. 1-13 (2003)

Yoneyama, S.、Morimoto, Y.、Matsui, R.：“通过实时相移方法进行光弹性条纹图案分析”光学和激光工程。

Yoneyama, S., Morimoto, Y., Nomura, T., Fujigaki, M., Matsui, R.: "Real-time Analysis of Isochromatics and Isoclinics Using the Phase-shifting Method"Experimental Mechanics. 43(1). 83-89 (2003)

Yoneyama, S.、Morimoto, Y.、Nomura, T.、Fujigaki, M.、Matsui, R.：“使用相移方法实时分析等色学和等斜学”实验力学。

米山 聡, 森本吉春, 河村将行: "位相シフト干渉計を用いた2次元複屈折材料の応力測定"実験力学. 4(1). 16-21 (2004)

Satoshi Yoneyama、Yoshiharu Morimoto、Masayuki Kawamura：“使用相移干涉仪测量二维双折射材料”实验力学 4(1) (2004)。