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第1章 基本光学知识 1

1.1光的本性 1

1.1.1光波表达式 2

1.1.2光的干涉 3

1.1.3光的反射和折射 3

1.2偏振光 3

1.3偏振仪光学系统 5

1.3.1暂时双折射 5

1.3.2偏振片 6

1.3.3四分之一波片 6

1.3.4应力-光学定律 7

练习 8

参考文献 8

第2章 偏振光学系统光强的琼斯矩阵算法 10

2.1平面偏振光学系统 10

2.2琼斯矩阵表示 12

2.2.1旋转矩阵 12

2.2.2相位差矩阵 13

2.2.3相位器 13

2.2.4四分之一波片 14

2.2.5起偏镜 14

2.2.6分析镜 14

2.3琼斯矩阵计算 15

2.3.1一般平面偏振光场 15

2.3.2一般圆偏振光场 16

2.3.3 Tardy补偿法 17

2.3.4全息光弹性法 18

2.3.5干涉光弹性法 21

2.3.6认识和使用Mathematica 23

练习 23

参考文献 24

第3章 应力光图 25

3.1应力/应变-光学定律 25

3.1.1应力-光学定律 26

3.1.2应变-光学定律 27

3.2等差线 28

3.2.1等差线的获取 28

3.2.2等差线图案的特征 29

3.2.3等差线级数的确定 32

3.2.4分数级等差线定级 32

3.2.5钉压法确定边界主应力符号 34

3.3等倾线 35

3.3.1等倾线的获取 35

3.3.2等倾线图案的特征 36

3.3.3第一主应力方向角的判断 37

3.4主应力迹线 39

3.4.1主应力迹线的特点 40

3.4.2从主应力迹线判断边界应力符号 40

3.4.3主应力迹线的绘制 40

3.5等厚线 41

3.5.1主应力和图案 42

3.5.2主应变和图案 42

3.6材料条纹值的校准 43

3.7对径压缩圆盘仿真 43

3.7.1模拟单色光入射情况 43

3.7.2模拟白光入射情况 44

3.8应力集中现象 46

练习 46

参考文献 48

第4章 应力分离计算方法 49

4.1应力圆回顾 49

4.2自由边界上的应力确定 50

4.3应力分离的剪应力差法 52

4.3.1一般原理 52

4.3.2改进方案 53

4.3.3边界正应力 54

4.3.4剪应力差法的计算步骤 55

4.3.5剪应力差法的应用例子 56

4.4应力分离的混合法 60

4.4.1弹性应力分离的迭代法 60

4.4.2迭代法应力分离例子 60

4.4.3弹塑性应力分离计算的混合法 62

4.5三维光弹性介绍 64

4.6光弹性材料与模型 65

4.6.1光弹性材料 65

4.6.2环氧树脂板材制备 66

4.6.3材料的冻结性能 67

4.6.4光弹性制模的发展 69

4.7模型与原型关系 69

4.8展望 70

练习 71

参考文献 71

第5章 反射光弹性 73

5.1反射偏振仪 73

5.2涂层的应力/应变-光学定律 74

5.3涂层和被测物中的应力 74

5.4反射数字光弹性法 76

练习 77

参考文献 78

第6章 光测力学图像处理 79

6.1位图基础 80

6.1.1调色板 80

6.1.2位图数据结构 81

6.1.3图像采样和量化 83

6.2模板运算 84

6.2.1像素的邻域 84

6.2.2邻域操作 84

6.3软件结构设计 85

6.4典型图像处理方法 86

练习 89

参考文献 89

第7章 条纹分析 90

7.1条纹倍增 90

7.1.1亮暗场相减法 90

7.1.2余弦函数变换法 91

7.2条纹细化 92

7.2.1模板法 93

7.2.2全局法 95

7.2.3阈值边缘检测法 95

7.3模型边界检测 96

7.4彩色条纹分析 98

7.4.1颜色模型 98

7.4.2利用颜色识别定级 98

7.4.3神经网络颜色识别定级 99

7.5逐步载荷法 104

7.6材料条纹值自动化确定 105

7.6.1对径压缩圆盘应力场 105

7.6.2线性最小二乘法 105

7.6.3非线性最小二乘法 107

练习 115

参考文献 115

第8章 相移数字光弹性法 117

8.1数字光弹性中的相移法 118

8.1.1六步相移法 118

8.1.2五步相移法 120

8.1.3四步相移法 121

8.1.4白光入射下的相移法 123

8.1.5等倾角属性自动判别 124

8.1.6等色线“失真”自动去除 126

8.1.7积分相移法 128

8.1.8相移干涉光弹性法 131

8.2相位去包裹 133

8.2.1一般原理 133

8.2.2 Goldstein枝切法 134

8.2.3质量指导的路径跟踪法 134

8.2.4 Mask-cut算法 135

8.2.5相位去包裹的要求 135

练习 136

参考文献 137

第9章 界面载荷传递研究 139

9.1全场剪应力自动计算 139

9.1.1基本原理 139

9.1.2对径压缩圆盘实验 140

9.1.3三点弯曲实验 141

9.1.4四点弯曲实验 143

9.2钢纤维的拉拔过程 145

9.2.1热残余应力 145

9.2.2拉拔过程中的载荷传递 148

9.3同质结构载荷传递 148

9.4异质粘接结构载荷传递 151

9.5预脱粘异质粘接结构载荷传递 154

9.5.1界面残余剪应力 156

9.5.2界面剪应力 157

9.5.3界面载荷传递 158

练习 159

参考文献 159

第10章 线弹性裂纹参数研究 161

10.1线弹性断裂力学基础 161

10.2裂纹尖端应力场 163

10.3 T应力研究 166

10.4反问题 170

10.5裂尖应力场参数确定 172

练习 176

参考文献 176

第11章 界面端和界面裂纹参数研究 178

11.1界面力学基础 178

11.2双材料界面端应力奇异性 182

11.3界面端奇异性讨论 185

11.4几何优化界面端奇异性 186

11.5界面裂纹尖端应力场 191

11.6界面裂尖应力场参数确定 193

练习 198

参考文献 199

第12章 结构分析云纹法 201

12.1几何云纹 201

12.2影栅云纹法 205

12.3投影条纹法 206

12.4云纹干涉法 213

练习 217

参考文献 219

第13章 结构分析散斑干涉法 220

13.1散斑照相 220

13.2双光束散斑干涉法 221

13.3剪切散斑干涉法 224

13.4散斑相关法 229

练习 230

参考文献 231