在工業(yè)和工程領域,金屬材料因具有良好的綜合性能而應用廣泛。然而金屬材料在服役過程中往往伴隨著疲勞損傷的出現(xiàn),嚴重情況下導致材料發(fā)生斷裂和失效,因此金屬材料的疲勞問題一直受到人們重點關注。金屬材料在循環(huán)載荷的不斷作用下,表面逐漸產生裂紋,最終材料發(fā)生斷裂,這一過程中金屬表面形貌持續(xù)發(fā)生不可逆變化。目前對于疲勞載荷作用下的材料表面形貌研究,主要是通過光學顯微鏡分析材料表面裂紋萌生、擴展和斷裂過程中微觀形貌的演化機理,以及通過對材料斷口進行分析,反推微裂紋的萌生和擴展機理。這些方法難以實現(xiàn)在線疲勞損傷檢測分析。偏振是光的一種固有屬性,近年來光學偏振成像技術發(fā)展迅速,具有傳統(tǒng)光學成像技術所不具備的優(yōu)勢,不僅能夠反映物體表面反射輻射強度,而且可以反映表面的物理特性。偏振圖像與傳統(tǒng)光學圖像相比,包含目標的多維光學信息,對目標的邊緣、紋理和細節(jié)更加敏感,已經(jīng)廣泛應用在軍事偽裝物探測、材質分類、生物醫(yī)學等領域。本文從疲勞過程中金屬材料的表面形貌變化出發(fā),通過搭建疲勞試驗平臺和偏振圖像采集平臺,獲取循環(huán)載荷下金屬材料表面的微觀形貌和光學偏振特性,利用圖像紋理分析方法提取偏振圖像的紋理信息,分析金屬表面微... 

【文章來源】：安徽建筑大學安徽省

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學位級別】：碩士

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滑移帶引起

安徽建筑大學碩士學位論文第二章研究理論基礎9a位錯滑移引起的“侵入”和“擠出”b“侵入”和“擠出”模型圖2-1滑移帶引起的裂紋萌生示意圖2.1.2疲勞裂紋擴展當疲勞微裂紋在材料表面形成后，進入裂紋擴展階段。對于微裂紋擴展的研究主要基于位錯滑移機制，位錯滑移也分為單滑移機制和雙滑移機制。圖2-2為疲勞裂紋擴展階段示意圖。這部分可以分為兩個階段。在Ia階段存在兩種裂紋，即非擴展裂紋（微裂紋1，2，3）和擴展裂紋（主裂紋）。隨著載荷的增加，裂紋擴展由單一滑移系控制，在應力最集中的位置形成主裂紋，非擴展裂紋停止擴展。雙滑移機制發(fā)生在微裂紋擴展的Ib階段，裂紋擴展受到兩個滑移系的交替控制，這一階段與階段II類似，主裂紋沿著最大剪應力的滑移平面方向或沿著與外界載荷軸線垂直方向繼續(xù)擴展。隨著循環(huán)次數(shù)的增加，主裂紋的長度和寬度不斷增加，形成宏觀裂紋，最終材料在此裂紋處發(fā)生斷裂。圖2-2裂紋擴展階段示意圖2.2光波的偏振特性及描述方法根據(jù)光的電磁理論，光是由與傳播方向互相垂直的磁場矢量H和電場矢量E振動形成的一種電磁波，如圖2-3所示。光是一種橫波，與縱波最明顯的區(qū)別在

安徽建筑大學碩士學位論文第二章研究理論基礎10于，光波在傳播時振動方向與傳播方向不對稱，振動方向與傳播方向相互垂直。因光波與物質發(fā)生相互作用時電場矢量起主要作用，所以我們一般也稱電場矢量為光矢量。光波在與傳播方向垂直的平面內光矢量的振動狀態(tài)有所不同，根據(jù)振動狀態(tài)的不同，一般將光波劃分為三種類型：完全偏振光、部分偏振光和非偏振光。光波偏振特性的描述方法可以分為以下四種：圖2-3光波波動示意圖2.2.1電矢量法電場矢量是在笛卡爾坐標系中描述光的偏振特性，當光束沿Z軸傳播時，平面波的振動方向在xoy面內，可以用下式表示：=0cos(+0)(2-1)式中，0為光矢量的振幅，=，0為光矢量的相位。將上式分解為x和y方向的分量，可表示為：{=cos(+)=cos(+)=0(2-2)式中，為光矢量在y軸方向上的振幅,為光矢量在y軸方向上的振幅，,分別為光矢量在x，y方向上的相位。將上式中的參量消去，可得光矢量的端點軌跡所繪制曲線，如下式所示：(1)22+(1)222=2(2-3)式中，相位差=12，式（2-3）為一個橢圓方程，且系數(shù)行列式大于零：

【參考文獻】：
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