光弹性第一主应力方向的自动确定方法研究
DOI:
CSTR:
作者:
作者单位:

1.上海大学,上海市应用数学和力学研究所;2.山东水利职业学院;3.上海飞行器力学与控制研究院

作者简介:

通讯作者:

中图分类号:

O348.1

基金项目:

智剑实验室(火箭军工程大学)开放基金:固体推进剂衬层开裂机理与检测方法,编号: 2024-ZJSYS-KF02-08


Research on the Automatic Determination Method of the First Principal Stress Orientation in Photoelasticity
Author:
Affiliation:

Fund Project:

  • 摘要
  • |
  • 图/表
  • |
  • 访问统计
  • |
  • 参考文献
  • |
  • 相似文献
  • |
  • 引证文献
  • |
  • 资源附件
  • |
  • 文章评论
    摘要:

    数字光弹性技术简化了光弹性条纹分析,然而第一主应力方向的自动判定仍然是光弹性条纹数据分析的难题。本文基于力学原理和光弹性相位分析方法,提出了光弹性第一主应力方向的自动识别方法。根据平面偏振光场获取等倾线相位图,由于主应力方向的奇异性,在将第一主应力方向从[0, π/2]扩展至(-π/2, π/2]过程中,存在两种可能的等倾线相位扩展图。结合力学原理和受力模型的等差线解包裹相位图灰度特征,分析等差线解包裹相位图的平均灰度,即可自动确定第一主应力方向。通过对多种不同受力模型进行测量实验,验证了新方法的普适性。本文提出的光弹性第一主应力方向判断方法,为光弹性条纹自动分析补齐了最后一个短板,为构建全自动光弹应力分析奠定了技术基础。

    Abstract:

    Digital photoelastic phase-shifting techniques have simplified photoelastic fringe analysis, yet the automated determination of the first principal stress orientation remains a critical challenge in data interpretation. In this study, an automated identification method for the first principal stress orientation in photoelasticity has been proposed by integrating mechanical principles with phase analysis. In planar polarized light fields, phase maps of principal stress orientation exhibit singularity-induced ambiguity, resulting in two possible solutions for the orientation of the first principal stress. To resolve this problem, the phase map is mathematically extended from [0, π/2] to (-π/2, π/2] for both ambiguity cases. By correlating the extended phase distributions of principal stress differences in the model with the fundamental mechanical characteristics, the correct orientation of the first principal stress is automatically identified by analyzing the average grayscale of the unwrapped isochromatic phase image. Experiments with multiple loading models have demonstrated the universality of the proposed method.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文
分享
相关视频

文章指标
  • 点击次数:
  • 下载次数:
  • HTML阅读次数:
  • 引用次数:
历史
  • 收稿日期:2025-05-22
  • 最后修改日期:2025-08-12
  • 录用日期:2025-08-14
  • 在线发布日期:
  • 出版日期:
文章二维码