[发明专利]一种基于光学剪切的二维光学应变花测量方法

摘要

一种基于光学剪切的二维光学应变花测量方法，该测量方法首先采用热压印方法在被测物体表面制作矩形光学应变花标记，在测量光路中放置四棱镜，引入光学剪切量，形成具有剪切量的图像，根据数字相关方法计算具有剪切量的图像中光学应变花的4个标记点的位移，根据有限元方法计算应变花区域的应变。本发明有效提高了图像质量，改善了数字相关方法的应变求解区域不大的问题，可以实现操作简单方便，在复杂工作环境下进行现场实时的高精度大区域的无损测量。

主权项

1.一种基于光学剪切的二维光学应变花测量方法，其特征在于该测量方法按如下步骤进行：1)首先在被测物体表面制作正方形光学应变花标记，边长为2l；然后在成像光路中放置一块四棱镜，引入光学剪切量Δ，使物体所成的像变为四个完全相同且中心对称的像，分别选取四个像中的正方形光学应变花标记中的一个点，组成新的正方形光学应变花标记，最后使用数字成像设备分别记录变形前后所述新的正方形光学应变花标记像；2)在所纪录的图像中，沿着新的正方形光学应变花标记点建立直角坐标系，得到变形前四个标记点的坐标分别为：A点(x_A，y_A)，B点(x_B，y_B)，C点(x_C，y_C)，D点(x_D，y_D)，通过数字相关方法可以得到变形后所述四个标记点的坐标分别为：A点(x_A^*，y_A^*)，B点(x_B^*，y_B^*)，C点(x_C^*，y_C^*)，D点(x_D^*，y_D^*)；3)新的正方形光学应变花标记的四个标记点的x，y方向的位移分别为：A点(uA=xA*-xA,vA=yA*-yA),]]>B点(uB=xB*-xB,vB=yB*-yB),]]>C点(uC=xC*-xC,vC=yC*-yC),]]>D点(uD=xD*-xD,vD=yD*-yD);]]>其中：u_A，u_B，u_C，u_D为x方向位移，v_A，v_B，v_C，v_D为y方向位移；4)根据有限单元方法中四节点矩形单元的应变计算公式，即得到原正方形光学应变花区域中任意一点(x，y)处的应变分布：x方向应变为ϵx=14l2[uA(l+y)-uB(l+y)-uC(l-y)+uD(l-y)]]]>y方向应变为ϵy=14l2[vA(l+x)+vB(l-x)-vC(l-x)-vD(l+x)]]]>xy夹角方向应变为ϵxy=14l2[uA(l+x)+vA(l+y)+uB(l-x)-vB(l+y)-uC(l-x)-vC(l-y)-uD(l+x)+vD(l-y)].]]>