高超声速飞行器受热面高温变形光学测量技术研究和测量系统研制
批准号:
11272032
项目类别:
面上项目
资助金额:
96.0 万元
负责人:
潘兵
依托单位:
学科分类:
A0812.实验固体力学
结题年份:
2016
批准年份:
2012
项目状态:
已结题
项目参与者:
吴大方、王岳武、牟朦、王琼、俞立平
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中文摘要
高超声速飞行器材料、结构在设计和研制阶段进行静、动态气动热环境模拟试验和热-载联合强度试验时,直接受热面热应力、热变形、结构膨胀量等基本力学量是其安全设计和可靠性评价的重要依据。针对航空航天领域高超声速飞行器受热面全场高温变形测量这一迫切需要取得突破的重要测试技术,本项目拟研制基于石英灯红外辐射加热技术的高超声速飞行器受热面高温变形光学测量系统,发展基于"主动成像"数字图像相关方法的高温变形测量技术,着重解决石英灯阵列强光干扰、高温物体热辐射、被测试样表面局部氧化以及成像光路中热空气折射率不均匀波动等恶劣条件并存的极端恶劣测量环境下,高超声速飞行器受热面全场力/热变形的非接触、高精度光学测量问题。本项目研究成果可在本实验室正在承担的高超声速飞行器研究工作中得到检验和应用,预期研究成果不仅在航空航天领域具有极其重要的军事应用价值,对极端环境实验力学方法研究也具有重要的学术意义。
英文摘要
During the research and development of hypersonic vehicle, a lot of static, dynamic aerodynamic heating testing and thermal-loading conjunction testing must be performed to ensure its safety and reliability, in which several critical mechanical quantities, such as thermal stress, thermal strain and structural expansion, must be accurately measured. This project aims to establish a high-temperature displacement/strain measurement system for the directly-heated surface of hypersonic vehicles, which are generally heated by quartz-lamp-array-based infrared radiation heating technology. This project will refine the non-contacting active image digital image correlation method recently developed for full-field high-temperature strain measurement. The project will focus on developing effective techniques for solving the challenging issues existed in extreme harsh environment consisting of the quartz lamp array light interference, the thermal radiation of the hot object, the test sample surface oxidation and hot air refractive index inhomogeneity in the imaging optical path. Research results of this project are expected to be inspected and applied in the hypersonic aircraft research projects assumed in the applicants' laboratory. The project not only has extremely important engineering application potentials in aerospace field, but also has an important academic significance in the research of experimental mechanics at extreme environment.
高超声速飞行器材料、结构在设计和研制阶段进行静、动态气动热环境模拟试验和热-载联合强度试验时,直接受热面热应力、热变形、结构膨胀量等基本力学量的测量是其结构安全设计和可靠性评价的重要依据。针对航空航天领域高超声速飞行器受热面全场高温变形测量这一迫切需要取得突破的重要测试技术,本项目研制了基于石英灯红外辐射加热技术的高超声速飞行器受热面高温变形光学测量系统,发展了基于高亮度单色光照明和窄带通滤波成像相结合的“主动成像”数字图像相关测量技术用于高温变形测量,有效解决了石英灯阵列强光干扰、高温物体热辐射、被测试样表面局部氧化以及成像光路中热空气折射率不均匀波动等恶劣条件并存的极端恶劣测量环境下高超声速飞行器受热面全场力/热变形的非接触光学测量问题。所研制的高温应变测量光测系统已成功用于C/SiC编织复合材料和蜂窝合金板结构的全场高温热变形测量,并在我国航天部门的高超声速飞行器设计和研制过程的风洞考核验证试验中获得了成功应用。本项目研究成果不仅在航空航天领域具有极其重要的军事应用价值,对极端环境实验力学方法研究也具有重要的学术意义。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Systematic errors in two-dimensional digital image correlation due to lens distortion
由于镜头畸变导致的二维数字图像相关的系统误差
DOI:10.1016/j.optlaseng.2012.08.012
发表时间:2013-02-01
期刊:OPTICS AND LASERS IN ENGINEERING
影响因子:4.6
作者:Pan, Bing;Yu, Liping;Tang, Liqun
通讯作者:Tang, Liqun
Advanced video extensometer for non-contact, real-time, high-accuracy strain measurement
先进的视频引伸计,用于非接触式、实时、高精度应变测量
DOI:10.1364/oe.24.019082
发表时间:2016-08-22
期刊:OPTICS EXPRESS
影响因子:3.8
作者:Pan, Bing;Tian, Long
通讯作者:Tian, Long
DOI:10.1364/ao.53.004216
发表时间:2014-07
期刊:Applied optics
影响因子:1.9
作者:B. Pan;Liping Yu;Dafang Wu
通讯作者:B. Pan;Liping Yu;Dafang Wu
Random Errors in Digital Image Correlation Due to Matched or Overmatched Shape Functions
由于形状函数匹配或过度匹配而导致的数字图像相关随机误差
DOI:10.1007/s11340-015-0080-7
发表时间:2015-11-01
期刊:EXPERIMENTAL MECHANICS
影响因子:2.4
作者:Wang, B.;Pan, B.
通讯作者:Pan, B.
Large deformation measurement using digital image correlation: a fully automated approach
使用数字图像相关性进行大变形测量:一种全自动方法
DOI:10.1364/ao.51.007674
发表时间:2012-11-01
期刊:APPLIED OPTICS
影响因子:1.9
作者:Zhou, Yihao;Pan, Bing;Chen, Yan Qiu
通讯作者:Chen, Yan Qiu
基于自适应数字体图像相关方法的三维本构参数识别
- 批准号:11872009
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:69.0万元
- 批准年份:2018
- 负责人:潘兵
- 依托单位:
基于数字图像相关方法和瞬态气动热环境模拟系统的高温变形测量技术研究
- 批准号:11002012
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:23.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:潘兵
- 依托单位:
国内基金
海外基金















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