Como herramienta importante para las pruebas mecánicas modernas, el fotoelástico digital realiza el análisis visual del estrés capturando el efecto fotoelástico del material en el Estado de fuerza. Su precisión de medición se ve afectada por factores multidimensionales, que requieren un control de todo el proceso, desde las características del equipo, las condiciones experimentales hasta las especificaciones de operación. A continuación, se analizan las variables clave que afectan los resultados de la medición a partir de los elementos centrales.
I. rendimiento del sistema óptico
La estabilidad de la fuente de luz es la garantía básica. El uso de LED monocromático de alto brillo o láser puede proporcionar luz coherente de banda estrecha y reducir la interferencia de luz dispersa; Si la fluctuación de la Potencia de la fuente de luz supera el ± 5%, causará directamente una disminución del contraste de rayas. La calidad del ampliando la placa determina la relación de extinción, y la fuga residual de luz del ampliando de mala calidad no se caracterizará por líneas de equiparación. La precisión de procesamiento del prisma de bireflexión debe controlarse a nivel nanométrico, y la desviación del ángulo hará que la determinación de la dirección del estrés principal produzca errores. La resolución del sensor CLD / CMOS debe coincidir con el tamaño de la pieza medida, y la densidad insuficiente de píxeles puede causar fácilmente distorsión de inserción de rayas.
2. proceso de preparación de la muestra
La homogeneidad de los materiales del modelo es crucial. Los materiales de resina epoxi necesitan un tratamiento de deshielo al vacío, y el diámetro de la burbuja residual es superior a 0,1 mm, lo que forma una zona de concentración de esfuerzo local. Las diferencias en la tasa de contracción de solidificación pueden causar efectos de límite, y se recomienda utilizar la tecnología de compensación de vertido secundario. La rugosidad de la superficie de corte ra debe ser inferior a 0,8 micras, y las microcracks causadas por las marcas de cuchillo se convertirán en una fuente de pseudo - estrés. El índice de refracción del adhesivo debe coincidir con el sustrato del modelo, y la dislocación superior a 0,02 producirá ruido reflejado en la interfaz.
III. elementos de control ambiental
El ambiente de temperatura y humedad constantes es indispensable. Por cada cambio de temperatura de 1 ° c, el material de resina producirá un aumento de tensión aparente de aproximadamente 0,5 mpa. La humedad excesiva puede producir una tensión expansiva en el material absorbente de humedad, y la humedad relativa debe controlarse entre el 40% y el 60%. La Plataforma antivibración puede inhibir la deriva de rayas causada por la vibración ambiental, y los experimentos de precisión requieren una amplitud de vibración inferior a 5 μm / S. El blindaje electromagnético puede eliminar eficazmente el campo magnético de interferencia producido por los equipos electrónicos y evitar el efecto magnetostrictivo.
IV. puntos clave de las normas de funcionamiento
La precisión de alineación del dispositivo de carga afecta directamente la distribución del estrés. Cuando la excentricidad supera el 1% del espesor de la muestra, la proporción de esfuerzo de flexión aumenta significativamente. La velocidad de carga debe sincronizarse con la frecuencia de adquisición, y el retraso de fase bajo carga dinámica causará un movimiento de rayas inexistente. La placa de calibración debe seleccionar muestras estándar con soluciones teóricas conocidas y verificar regularmente la sensibilidad del sistema. El tiempo de exposición durante la adquisición de imágenes debe tener en cuenta la claridad de las rayas y la inexistencia de movimiento, y el modo de fotografía de alta velocidad es adecuado para escenas de carga de impacto.
V. algoritmos de procesamiento de datos
La configuración del umbral del algoritmo de reconocimiento automático determina la precisión de la extracción de rayas. La igualación adaptativa del histograma puede mejorar el área de señal débil, pero el aumento excesivo amplificará el ruido. La demodulación de transformación de FFT requiere seleccionar la función de ventana adecuada, y la ventana Hanning puede inhibir eficazmente las fugas espectrales. La planificación de la ruta durante la reconstrucción tridimensional debe evitar la zona de sombra, y el error de coincidencia tridimensional debe controlarse a nivel de subpixel.
Para mejorar la precisión de medición del fotoelástico digital, es necesario establecer un sistema sistemático de control de calidad, desde la selección del equipo, la preparación de muestras hasta el control ambiental y la adquisición de datos para formar un circuito cerrado completo. A través de la cuantificación de los indicadores de parámetros clave y la verificación de simulación numérica, se puede lograr un estándar de aplicación de ingeniería con una incertidumbre de medición de estrés superior al 3%.