工程振动与测试技术课件-第十六章重力波的三维动态测量.pptVIP

矩形 工 程 振 动 与 测 试 Testing Techniques 重力波的原始图像及三维形貌图 横向截面图 矩形 工 程 振 动 与 测 试 Testing Techniques 图像中心点的时间历程 矩形 工 程 振 动 与 测 试 Testing Techniques 对圆形弹性玻璃缸进行了壳液耦合实验。 当激振力频率为170.2Hz时，系统出现大幅重力波现象。 4.3.2 工 程 振 动 与 测 试 Testing Techniques 静止时的原始图像 圆形 工 程 振 动 与 测 试 Testing Techniques Tianjin University 工 程 振 动 与 测 试 Testing Techniques 一、概述 二、光学三维形貌测量的基本方法 三、傅立叶变换轮廓法（FTP） 四、实验测量及结果分析 五、结论 工 程 振 动 与 测 试 Testing Techniques 第16章 重力波的三维动态测量 龙洗发生共振的情况下，继续加大激振频率液面将会出现低频大幅重力波。 工程背景-----组合共振 工 程 振 动 与 测 试 Testing Techniques 液固耦合问题是工程中普遍存在的问题，直接影响工程设计的经济性、稳定性，因此深入探索研究液固耦合问题有着重要的工程实践意义。 液固耦合问题概述 弹性壳液耦合系统的研究，在理论研究与模态分析方面已经比较成熟，但是对其液面的实验测量仍存在一定的困难。特别是对大幅重力波形貌动态的测量。 工 程 振 动 与 测 试 Testing Techniques 三维形貌测量技术一直是人们关注的热点问题，三维测量技术在对固体表面进行测量已经很精确，但对变化的动态液面的测量技术还不完善。 三维形貌测量技术 自由液面动态测试的难点： 1、不可接触。 2、变形快。 3、水花飞溅。 4、液面反光。 工 程 振 动 与 测 试 Testing Techniques 非接触式三维 形貌测量 声学 电磁学 光学 测量方法的可分为三类，是各学科的相互交叉和相互渗透的结果。 光学方法可依照光源扫描方法的不同分为点扫描、线扫描和全场扫描。 从被测物的运动状态出发，可分为动态测量和静态测量等。 工 程 振 动 与 测 试 Testing Techniques 主动三角法 莫尔云纹法 相位测量轮廓法 空间相位检测法 调制度测量轮廓法 飞行时间法 主动式光学 三维测量 傅立叶变换轮廓法 工 程 振 动 与 测 试 Testing Techniques 1 光学原理 2 计算流程 3 相位展开 工 程 振 动 与 测 试 Testing Techniques 1 R为参考平面 投射装置的光轴和摄像机光轴相交于坐标原点O。 图1 交叉光轴光学结构示意图 取变形后液面上任意一点H，其距参考面的距离为h(x,y)，在液面静止和变形时所拍的两幅图像中，H点的相位值分别为参考平面上A点和B点的相位值，相位差为Δ?(x,y)。 工 程 振 动 与 测 试 Testing Techniques 1 由物三角与像三角的相似关系，可得 图1 交叉光轴光学结构示意图 变形液面与变形条纹相位差之间存在如下关系： f0为光栅图像基频。 其中 工 程 振 动 与 测 试 Testing Techniques 结构光场 经参考平面调制 经被测三维面形调制 FFT 滤波提取基频 IFFT 滤波提取基频 IFFT 求得相位信息 FFT 解包裹后的相位信息 根据三角关系求出高度信息 测量流程为： 1、获取参考平面的投影栅线结构光场 2、当液面变形时，结构光场携带了待测物体表面的三维面形信息； 3、将两信号在频域中进行处理，提取相位差信息。 4、根据相位与高度的三角关系得到被测物体的三维高度信