[发明专利]一种角分复用的数字全息光弹二维应力场实时检测方法

权利要求书

1.一种角分复用的数字全息光弹二维应力场实时检测方法，其特征在于该方法包括以下各步骤：

(1)采用两种不同波长的、但物光光路和物光偏振方向完全相同的激光同时照射被测试件，用两个CCD摄像机同时拍摄全息图像；两种激光的参考光光路不同，各自被分为偏振方向不同的两束光；参考光一共有四束：参考光1、参考光2、参考光3和参考光4，它们的偏振方向各不相同，参考光1和参考光2的波长相同，参考光3和参考光4的波长相同；

(2)将波长不同的参考光1和参考光3导入同一光路，与物光干涉形成全息图，并用1号CCD摄像机拍摄；将波长不同的参考光2和参考光4导入同一光路，与物光干涉形成全息图，并用2号CCD摄像机拍摄；

(3)分别用两个CCD拍摄光弹试件在加载前的全息图像，共获得两幅全息图像，利用角分复用方法让每幅全息图重建两个物光场图像，可以得到四幅加载前的物光场图像，它们的参考光偏振方向各不相同；

(4)分别用两个CCD同时拍摄光弹试件在加载时的全息图像，共获得两幅全息图像；同样可以利用角分复用方法让每幅全息图重建两个物光场图像，从而得到四幅加载时的物光场图像，它们的参考光偏振方向各不相同；

(5)加载前后共获得各对之间的参考光偏振方向不同的四对物光场图像，对这四对物光场图像进行傅里叶变换、滤波及反变换，可以获得四个与主应力大小和主应力方向有关的光强方程，该方程如下：

Fk=(Ψok-+Ψsk-)(Ψok-+Ψsk-)*A2uA2r]]>

=cos2Δβk+cos2βcos2(β+Δβk)+sin2βsin2(β+Δβk)+]]>

[2cosΔβkcosβcos(β+Δβk)]cos[2πλ1(Cσ1+Dσ2)]+k=1,2]]>

[2cosΔβksinβsin(β+Δβk)]cos[2πλ1(Dσ1+Cσ2)]+]]>

[2cosβcos(β+Δβk)sinβsin(β+Δβk)]cos[2πλ1(A-B)(σ2-σ1)]]]>

Fk=(Ψok-+Ψsk-)(Ψok-+Ψsk-)*A2uA2r]]>

=cos2Δβk+cos2βcos2(β+Δβk)+sin2βsin2(β+Δβk)+]]>

[2cosΔβkcosβcos(β+Δβk)]cos[2πλ2(Cσ1+Dσ2)]+k=3,4]]>

[2cosΔβksinβsin(β+Δβk)]cos[2πλ2(Dσ1+Cσ2)]+]]>

[2cosβcos(β+Δβk)sinβsin(β+Δβk)]cos[2πλ2(A-B)(σ2-σ1)]]]>

式中，λ₁、λ₂为波长，β为主应力方向，Δβ为参考光偏振轴与物光偏振轴的夹角，σ₁、σ₂为主应力，A、B为应力光性常数；

(6)数值求解这四个光强方程，可以精确获得二维应力场的两个主应力值和主应力方向。