Трехэкспозиционый метод сфокусированных изображений

УДК 539.3:534.1
ТРЕХЭКСПОЗИЦИОНЫЙ МЕТОД СФОКУСИРОВАННЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ
ГОЛОГРАФИЧЕСКОЙ ИНТЕРФЕРОМЕТРИИ В МЕХАНИКЕ ОБОЛОЧЕК
Ю. Г. Коноплев1, А. К. Шалабанов 2
1
Казанский государственный университет, 2Академия управления ТИСБИ,
Казань, Россия
Разработан способ определения нормальных и касательных перемещений в
тонкостенных конструкциях (оболочках) на основе метода сфокусированных изображений
голографической интерферометрии (CИГИ). Используемый подход позволяет определить
с одинаковой удовлетворительной точностью компоненты перемещений в одном
эксперименте, по единой оптической схеме, на одной голограмме. Высокая
чувствительность к трем составляющим вектора перемещений на освещаемой
поверхности конструкции достигается за счет того, что на одной фотопластинке имеют
место две интерференционные картины, несущие раздельную информацию о нормальных
и касательных перемещениях на поверхности оболочки или пластины,
В качестве примеров приведены результаты исследований круглой пластины и
цилиндрической оболочки под действием сосредоточенной силы, для которых получены
интерферограммы и спекл-фотографии. С использованием соотношений классической
теории пластин и оболочек и найденных по интерферограммам и спекл-фотографиям трех
компонент перемещений определялись деформации на освещаемой поверхности объекта.
Компоненты перемещений предварительно аппроксимировались степенными полиномами
высокой степени методом наименьших квадратов. По спекл-фотографии находились
суммарные деформации от изгиба и растяжения, а по интерферограмме изгибные
составляющие.
Затем осуществлялось разделение деформаций на изгибные и мембранные.
Строилось распределение деформаций на освещаемой, срединной и неосвещаемой
поверхностях. Такой подход к исследованию тонкостенных оболочек значительно
расширяет применение методов голографической интерферометрии.
Представленная работа является продолжением исследований, приведенных в [1].
Метод СИГИ был реализован на оборудовании, описанном в указанном источнике. Новым
элементом явился высококачественный объектив, который был установлен между
исследуемым объектом и фотопластиной [2].
На рис. 1 приведена интерферограмма жестко закрепленной по контуру круглой
пластинки под действием сосредоточенной силы в центре. Пластинка из дюралюминия
марки Д16 имела радиус R = 5 см и толщину h = 0,093 см. На рис. 2 приведена её спеклфотография, а на рис. 3 – распределение прогиба (верхняя кривая) и радиального
перемещения (нижняя кривая) вдоль радиуса.
Рис. 1.
Рис. 3
Рис. 2
Рис.4
На рис. 4 и 5 показаны интерферограмма и спекл-фотография жестко закрепленной
по краям и нагруженной сосредоточенной силой в центре пологой квадратной в плане
цилиндрической панели с размерами R = 10,7 см, h = 0,018 см, a = b = 10 см.
Рис.5
Рис. 6
На рис. 6 показано распределение прогибов w и касательных перемещений v вдоль
окружной координаты (начало координат в центре панели).
ЛИТЕРАТУРА
1. Коноплёв Ю.Г., Шалабанов А.К. Голографическая интерферометрия и
фототехника. – Казань: Изд-во КГУ, 1990. – 100 с.
2. Шалабанов А.К. Метод определения деформаций в оболочках на основе СИ
голографической интерферометрии // Изв. АН СССР, МТТ. – 1999. – № 3. – С. 121–126.