Bimorph变形镜10.6μm薄膜研究

弯扭组合变形实验报告

弯扭组合变形实验报告 水工二班 叶九三 1306010532 一、实验目的 1用电测法测定薄壁圆管弯扭组合变形时表面任一点的主应力值和主方向，并与理论值进行比较。 2测定分别由矩和扭矩引起的应力w σ和n τ，熟悉半桥和全桥的接线方法。 二、实验设备 仪器名称及型号：静态电阻应变仪 精度：1μm 三、试件尺寸及有关数据 试件材料：铝合金 弹性模量：70GPa 泊松比μ=0.33 应变片灵敏系数K=2.20 试件外径D=40mm 试件内径d=36mm 自由端端部到测点的距离L=300mm 臂长a=200mm 试件弯曲截面系数z W =2.16*610-3m 试件扭转截面系数P W =4.32*610-3m 四、实验数据与整理 1.实测数据 弯ε（W ε） 扭ε（n ε） 0ε 45ε 90ε 荷载F （N ） 读数με 增量με 读数με 增量με 读数με 增量με 读数με 增量με 读数με 增量με 0F 0 396 0 358 0 150 0 193 0 -19 1F 396 358 150 193 -19 393 363 150 194 -21 2F 789 721 300 387 -40 391 353 150 193 -20 3F 1180 1074 450 580 -60 394 357 149 192 -21 4F 1574 1431 599 772 -81 平均增量 393.50 357.75 150 193 -20 计算结果： εⅠ=218.7με εⅡ=-88.7με 0?=o 2.28

1σ=14.9MPa 2σ=-1.3MPa W E εσ?=*w =13.7725MPa ||1n n E εμ τ?+= =4.7072MPa 误差分析 w σ（MPa ） n τ（MPa ） I σ ∏σ 0? 实测值 13.7725 4.7072 14.9 -1.3 28.2 理论值 13.8889 4.6296 15.2 -1.4 33 相对误差% 0.84 1.68 1.9 7.1 14.5 思考题 1可以，因为主应力大小与方向是唯一的，不论应变片延哪个方向粘贴， 只要测出平面应力状态下的三要素，就可以计算出主应力的大小与主平 面方向。 2半桥自补偿法好，精度比半桥外补偿法高。 3不需要，因为采用的全桥测法已经将温度影响消除了。

Thorlabs可变形反射镜

MEMS可变形反射镜 MEMS可变形反射镜通用性强、技术成熟，而且校正波前的分辨率高，是目前自适应光学中最常用的可变形反射镜结构。BMC 的可变形反射镜使用先进的MEMS生产技术，具有微加工的固有优势。 ●大驱动器阵列提供高分辨率的波前校正； ●先进的微结构使相邻驱动器之间的串扰降到最低； ●最优设计满足高速应用要求的高速波前整形。 连续表面反射镜(平滑的波前控制) 分割表面反射镜(SLM无串扰的控制) Multi-DM可变形反射镜 Multi-DM是BMC畅销的可变形反射镜，它的结构紧凑，使用简单，能够完成复杂的波前补偿。Multi-DM反射镜表面通过140个低串扰的精密驱动器控制，非常适合显微镜、视网膜成像和激光光束控制等多种应用。反射镜可选连续表面或分割表面(型号后缀-SLM)，分别用于自适应光学或空间光调制应用。 特性 ●驱动器数：140 (方形，12x12，四角无效) ●镀膜：铝膜、金膜或保护银膜 ●零磁滞 ●帧率可达20 kHz ●亚纳米平均步长 ●占空比：>99% (DM) / >98% (SLM)

可变形反射镜和控制器 校正高阶像差：使用Multi-DM得到高阶泽尼克模式 Hex可变形反射镜 BMC的Hex Class可变形反射镜是最新推出的类型。反射镜表面由多个分割部分组成，每个分割部分通过三个驱动器调节俯仰和伸缩，从而控制波前。Hex Class可变形反射镜非常适合从in vivo显微镜到高分辨天文学的多种应用。

特性 ●反射镜镀膜：金膜、铝膜和保护银膜 ●零磁滞 ●亚纳米平均步长 ●占空比：>98% ●驱动器间距：375 μm ●机械响应：<100 μs ●驱动器间串扰：~13% ●可选全面的电机械校准 Hex可变形反射镜实物图

弯扭组合变形实验报告

薄壁圆管弯扭组合变形应变测定实验 一．实验目的 1．用电测法测定平面应力状态下主应力的大小及方向； 2．测定薄壁圆管在弯扭组合变形作用下，分别由弯矩、剪力和扭矩所引起的 应力。 二．实验仪器和设备 1．弯扭组合实验装置； 2．YJ-4501A/SZ 静态数字电阻应变仪。 三．实验原理 薄壁圆管受力简图如图1所示。薄壁圆管在P 力作用下产生弯扭组合变形。 薄壁圆管材料为铝合金，其弹性模量E 为72 2m GN , 泊松比μ为0.33。薄壁圆管截 图1 面尺寸、如图2所示。由材料力学分析可知，该截面上的内力有弯矩、剪力和扭矩。Ⅰ-Ⅰ截面现有A 、B 、C 、D 四个测点，其应力状态如图3所示。每点处已按 –450、00、+450方向粘贴一枚三轴450应变花，如图4所示。 图2 图3 图4 四．实验内容及方法 1. 指定点的主应力大小和方向的测定 薄壁圆管A 、B 、C 、D 四个测点，其表面都处于平面应力状态，用应变花测出三个方向的线应变， 然后运用应变-应力换算关系求出主应力的大小和方向。若测得应变ε-45、ε0、ε45 ，则主应力大小的计算公式为 ()()()?? ? ???-+--±++-=--24502 0454******* 1211εεεεμεεμ μσσE

主应力方向计算公式为 ()()04545045 452εεεεεεα----= --tg 或 ()45 450454522εεεεεα+---=--tg 2. 弯矩、剪力、扭矩所分别引起的应力的测定 a. 弯矩M 引起的正应力的测定 只需用B 、D 两测点00方向的应变片组成图5（a ）所示半桥线路，就可测得弯矩M 引的正应变 2 Md M εε= 然后由虎克定律可求得弯矩M 引起的正应力 2 Md M M E E εεσ= = b. 扭矩M n 引起的剪应力的测定 图5 用A 、C 两被测点-450、450方向的应变片组成图5（b ）所示全桥线路，可 测得扭矩M n 在450方向所引起的线应变 4 nd n εε= 由广义虎克定律可求得剪力M n 引起的剪应力 ()214nd nd n G E εμετ=+= c. 剪力Q 引起的剪应力的测定 用A 、C 两被测点-450、450方向的应变片组成图5（c ）所示全桥线路，可测得剪力Q 在450方向所引起的线应变 4 Qd Q εε= 由广义虎克定律可求得剪力Q 引起的剪应力 () 2 14Qd Qd Q G E εμετ=+= 五．实验步骤 1. 接通测力仪电源，将测力仪开关置开。 2. 将薄壁圆管上A 、B 、C 、D 各点的应变片按单臂（多点）半桥测量接线方法接至应变仪测量通道上。 3. 预加50N 初始载荷，将应变仪各测量通道置零；分级加载，每级100N ，加至450N ，记录各级载荷作用下应变片的读数应变，然后卸去载荷。 4. 按图5各种组桥方式，从复实验步骤3，分别完成弯矩、扭矩、剪力所引起应变的测定。 六．实验数据及结果处理

双压电变形反射镜的优化设计

*本课题得到国家科委863高科技项目部分支持。 **现工作单位:钢铁研究总院工艺研究所,北京100081。 收稿日期:1998-04-07;收到修改稿日期:1998-07-14 第19卷　第9期 1999年9月光　学　学　报ACT A OPT ICA SIN ICA V o l.19,N o.9September ,1999 双压电变形反射镜的优化设计 *杨　强**　朱建平　曹根瑞 (北京理工大学光电工程系,北京100081) 摘　要　利用K o ko ro w ski 导出的自由边界条件下双压电变形镜表面位移-电压所满足的偏微分方程,运用高斯迭代法求解该方程,得出变形镜的静态响应函数矩阵f (r , )。考虑到由大气湍流造成的光学波前畸变中各泽尼克(Zer nike)基元模式的统计权重分布,以及变形镜的实际装夹定位方式,对双压电变形反射镜的优化设计进行了分析。结果表明:变形镜的校正能力随被校正的各项泽尼克模式像差在大气湍流造成的波前畸变中所占统计权重的不同而有很大的差别,其优化设计结果也随之而变;变形镜的定位方式对其校正能力有一定的影响,但影响不大。 关键词　自适应光学,　变形反射镜,　优化设计,　响应函数矩阵。 1　引 言 变形反射镜(通常也称之为波前校正器)是自适应光学系统中的核心器件之一,它具有能可控地改变其反射波前相位畸变的特点。目前国内外用得比较普遍的分立式压电变形镜具有灵敏度高、校正自由度多、动态范围大等优点,但造价昂贵,结构复杂,加之随着控制电极的增多,信号处理电路也变得复杂,导致整个系统的响应速度变慢。相比之下双压电变形镜具有工作电压低、动态范围大、结构简单、造价低廉以及在和曲率波前传感器配合使用的情况下系统响应速度快等优点。不足之处是它只适合于校正低阶像差,但在多数情况下,这已能满足使用要求,因此仍有广阔的应用前景。 双压电变形镜的优化设计工作目前在国外初见报道[1～3]。本文研究的重点是针对大气湍流造成的光学波前畸变中各泽尼克基元模式统计权重的不同,以及变形镜的实际装夹定位方式不同,对优化设计作更深入的研究和探讨。 2　双压电变形镜的工作原理 利用压电体的逆压电效应,把两个沿旋转对称轴方向极化的圆片形压电材料以相反的极化方向粘到一起构成一双压电片变形镜,当在圆片的两侧加电压时,横向压电效应将使两个粘成一体的圆片朝相反的方向弯曲,如图1所示。Kokorow ski 导出了决定这种双压电变形镜

第44讲-围护结构及支撑结构与基坑变形控制

2020环球网校二级建造师《市政公用工程管理与实务》考点精讲 【考点】围护结构（板桩、钢管桩、灌注桩、SMW、重力式水泥土挡墙） 1.基坑围护结构体系 ，经 围护结构体系 2.预制混凝土板桩 ①施工较为困难，对机械要求高，挤土现象很严重。 ②需辅以止水措施。 ③自重大，受起吊设备限制，不适合大深度基坑。 3.钢板桩 ①成品制作，可反复使用。 ②施工简便，但施工有噪声。 ③刚度小，变形大，与多道支撑结合，在软弱土层中也可采用。

④新的时候止水性尚好，如有漏水现象，需增加防水措施。 ⑤最大开挖深度7～8m。 4.钢管桩 ①截面刚度大于钢板桩，在软弱土层中开挖深度较大。 ②需有防水措施相配合。 5.灌注桩 ①刚度大，可用在深大基坑。 ②施工对周边地层、环境影响小，噪声低、适于城区施工。 ③需降水或与能止水的搅拌桩、旋喷桩等配合使用。 6.SMW工法桩 （一）结构特点 ①强度大，止水性好。 ②内插的型钢可拔出反复使用，经济性好。 ③用于软土地层时，一般变形较大。 （二）技术要点 ① 28d无侧限抗压强度不应小于设计要求，且不宜小于0.5MPa。 ②水泥：不低于P·O 42.5级普通硅酸盐水泥。 ③特别软弱或较硬地层，钻进速度较慢时水泥用量宜适当提高。砂性土宜外加膨润土。 ④单根型钢接头不宜超过2个，相邻型钢接头宜错开，距离不宜小于1m，接头距基坑底面 2m。 7. / 水泥土搅拌桩挡墙 ①无支撑，墙体止水性好，造价低。 ② ③0.6；淤泥质土——0.7；淤泥——0.8。 ④ ⑤，0.7h；淤泥——1.3h，0.8h。 ⑥ 28d无侧限抗压强度不宜小于 ⑦板厚不宜小于150mm、C15。

(推荐)投影坐标转换

第二节 平面坐标基准转换 由于海上和陆地上在测量时，使用不同的坐标系和不同参考椭球，而且采用的投影也不同，使得我们获得的数据不统一，必须进行坐标转换。 §3·2·1 欧拉角 设有两个空间直角坐标系，分别为O-XYZ 和O-X 'Y 'Z '，为了便于讨论其相应坐标轴间的变换，设其原点相同如图所示，选择εx 、y ε、z ε为欧拉角，又称旋转参数，经过三次旋转，使两个坐标系重合，既：（图见下页A ） 首先，绕O Z '轴，将O X '轴旋转到OX 0轴，所转的角为z ε； 其次，绕OY 0轴，将O Z '轴旋转到OZ 0轴，所转的角为y ε； 最后，绕OX 轴，将O Z 0轴旋转到OZ 轴，所转的角为εx ； Z Z 0 Z ' X ' O X 0 X Y 0 Y Y ' 图A 因此有 X X ' Y = R 1（εx ）R 2（y ε）R 3（z ε） Y '

Z Z ' 式中 R 1（εx ）、R 2（y ε）、R 3（z ε）为旋转矩阵，其表达式在ε、y ε、z ε很小时可以最终表示为： X 1 z ε y ε X '

Y = -z ε 1 εx Y ' 公式1 Z y ε - εx 1 Z ' §3·2·2 不同三维空间直角坐标系的变换模型 GPS 测量的WGS —84属地心坐标系，而1980年国家大地坐标系和1954年北京坐标系属参心坐标系，他们所对应得空间直角坐标系是不同的，这里将讨论不同空间直角坐标系的变换模型。 如图B 两个空间直角坐标系分别为O-XYZ 和O '-X 'Y 'Z '，其坐标系原点不同则存在三个平移参数?X 0、?Y 0、?Z 0，他们表示O '- X 'Y 'Z '坐标系原点O '相对于O-XYZ 坐标系原点O 在三个坐标轴上的分量；又当各坐标轴相互不平行时，既存在三个旋转参数εx 、y ε、z ε。 Z O X Y ' O Y X 考虑到两个坐标系的平移和旋转以及尺度参数可得公式如下： X X ' 1 z ε y ε X ' Y =（1+m ） Y ' -z ε 1 εx Y ' Z Z ' y ε - εx 1 Z ' ?X 0 + ?Y 0 公式一

弹性变形与塑性变形

一、弹性和塑性的概念 可变形固体在外力作用下将发生变形。根据变形的特点，固体在受力过程中的力学行为可分为两个明显不同的阶段：当外力小于某一限值（通常称之为弹性极限荷载）时，在引起变形的外力卸除后，固体能完全恢复原来的形状，这种能恢复的变形称为弹性变形，固体只产生弹性变形的阶段称为弹性阶段；当外力一旦超过弹性极限荷载时，这时再卸除荷载，固体也不能恢复原状，其中有一部分不能消失的变形被保留下来，这种保留下来的永久变形就称为塑性变形，这一阶段称为塑性阶段。 根据上述固体受力变形的特点，所谓弹性，就定义为固体在去掉外力后恢复原来形状的性质；而所谓塑性，则定义为在去掉外力后不能恢复原来形状的性质。“弹性（Elastici ty）”和“塑性（Plasticity）”是可变形固体的基本属性，两者的主要区别在于以下两个方面： 1）变形是否可恢复 ．．．．．．．：弹性变形是可以完全恢复的，即弹性变形过程是一个可逆的过程；塑性变形则是不可恢复的，塑性变形过程是一个不可逆的过程。 2）应力和应变之间是否一一对应 ．．．．．．．．．．．．．：在弹性阶段，应力和应变之间存在一一对应的单值函数关系，而且通常还假设是线性关系；在塑性阶段，应力和应变之间通常不存在一一对应的关系，而且是非线性关系（这种非线性称为物理非线性）。 工程中，常把脆性和韧性也作为一对概念来讲，它们之间的区别在于固体破坏时的变形大小，若变形很小就破坏，这种性质称为脆性；能够经受很大变形才破坏的，称为韧性或延性。通常，脆性固体的塑性变形能力差，而韧性固体的塑性变形能力强。 二、弹塑性力学的研究对象及其简化模型 弹塑性力学是固体力学的一个分支学科，它由弹性理论和塑性理论组成。弹性理论研究理想弹性体在弹性阶段的力学问题，塑性理论研究经过抽象处理后的可变形固体在塑性阶段的力

仿射变换仿射平面与投影变换平面

仿射平面与投影平面 第一章仿射几何学 本章内容的安排在于揭示一种思想方法，从观察到概念形成到不变量系统再到代数系统，这种安排思想也充分反映了历史上射影几何建立过程中综合方法与解析方法各有所长交替作用互相影响的发展历程。本节研究的内容来自于生活、自然与生产建设实践，如正交变换是从研究我们生活空间中物体位置改变的最简单的情形移动、转动和镜面反射开始的，仿射变换则是从太阳光的照射开始的。因此在本章的学习中应注重于培养观察能力。 《数学发现的艺术》中是这样描述“观察”与“归纳”的：“观察是有意知觉的高级形式，它与有意注意结合在一起，与思维相联系。怎样进行观察？需要注意三点：一是有意识、有目标，处处留心，总想‘找岔儿’，从中发现点什么，否则就会熟视无睹，看等于不看；二是要有基础，有必要的相关知识，否则难以看出‘门道儿’，而只能是‘外行看热闹’；三是要有方法，否则就看不到‘点子’上，抓不住要领。在观察中，要特别注意从个别想到一般，从平常中发现异常”；而“归纳是由个别事例向关于这一类事物的一般性的过渡，是一种对经验、以实验观察结果进行去粗取精、去伪存真的综合处理方法。人们用归纳法清理事实，概括经验，处理资料，从而形成概念，发现规律”。 通过本章学习，首先对观察、归纳应该有一个较为深刻的认识，为在以后的学习中能熟练应用观察而打下良好的基础，其次对数学研究的目标之一——对象的结构——有一个初步的了解。 12

13 §1 正交变换 本单元分两个部分介绍正交变换，其一是解析几何中坐标变换的复习，主要通过讨论刚体运动中的特例——平移、旋转和反射，揭示其中最基本的不变量——距离，进而提炼出正交变换的概念。其二是利用不变量系统建立相应的坐标系，从而引入解析法，用代数方法解决正交变换的结构问题。 一、基本概念 实例 (a) 平移是沿一定的方向推移物体的过程，建立适当的坐标系，就有 平移0X l ： ? íì+=￠+=￠00y y y x x x ， 即 0X X X +=￠； (b) 旋转是物体绕着固定点转动的过程，建立适当的坐标系，就有 旋转q r ： ?íì+=￠-=￠q q q q cos sin sin cos y x y y x x ， 即 X X ÷÷? ???è?-=￠q q q q cos sin sin cos ； (c) 反射是关于一条固定直线的对称，建立适当的坐标系，就有 反射x r ： ?íì-=￠=￠y y x x ， 即 X X ÷÷? ???è?-=￠1001。 这三种变换是平面上物体运动的最基本方式，它们的组合就形成了物体在平面上的丰富多彩的运动方式。这三种变

实验一----弯扭组合变形

实验一----弯扭组合变形

弯扭组合变形的实验报告 力学-938小组 一．实验目的 1.测定薄壁圆管表面上一点的主应力； 2.验证弯扭组合变形理论公式； 3.掌握电阻应变片花的使用。 二．实验设备和仪表 1.静态数字电阻应变仪； 2.弯扭组合试验台。 三．实验原理与分析 1.实验计算简图如下所示： 在D点作用一外力，通过BD杆作用在C点，同时产生 弯矩和扭矩； 2.应变测量常常采用电阻应变花，把几个敏感栅制作成特殊夹角 形式，组合在同一基片上。本实验采用45o直角应变花，在A，B，C，D四点（这四点分别布置在圆管正前方、正上方、正后

方，正下方）上各贴一片，分别沿-45o ，0o ，45o 方向，如图所示。测量并记录每一点三个方向的应变值-45εo 、0εo 、45εo 。 正上方和正下方（B 、D 点）处于弯扭组合情况下，同时作 用有弯曲正应力和扭转切应力，其中弯曲正应力上端受拉，下端受压，而前方和后方由于弯矩作用产生的切应力远远小于扭转产生的切应力，所以可以忽略不计，这样，在前后位置只受扭转剪应力。 3. 理论应变的计算公式及简单推导 弯曲正应力计算公式：()4432 z M PLD W D d σπ= = -； （1） 扭转剪应力计算公式：()44 16 n p M PaD W D d τπ== -； （2） 根据（1）（2）式可计算出理论上作用在每点的应力值。 由应力状态理论分析可知，薄壁圆管表面上各点均处于平面应力状态。若在被测位置x,y 平面内，沿x,y 方向的线应变

为,x y εε，剪应变为x y γ ，根据应变分析可知，该点任一方向 α的线应变计算公式为： 1 cos 2sin 22 2 2 x y x y xy αεεεεεαγα+-= + - （3） 将α分别用-45o ，0o ，45o 代替，可得到x,y 方向的应变方程 组： 0454504545x y xy εεεεεεγεε--?=? =+-?? =-?o o o o o o （4） 由此，可得到解出每点-45εo 、0εo 、45εo 值的公式： 0454522 x x y xy x y xy εεεεγεεεγε-? =?? +-? =?? ++?=??o o o （5） 另外，根据2中的分析，利用材料力学相关公式，可得,x y εε， x y γ的理论计算公式为： ()21x y x xy E G E σεεμεμττγ?= ??? =-?? +?==?? （6） 这样，将（1）（2）（6）式代入到（5）式中，即可求解每点 -45εo 、0εo 、45εo 的理论值。 4. 将计算得到的理论值直接与测试仪上显示的数据进行对比，分析 误差。 四． 实验步骤

5薄壁圆管弯扭组合变形测定_实验报告

薄壁圆管弯扭组合变形测定实验 实验日期 姓名 班级 学号 实验组别 同组成员 指导教师（签字） 一、实验目的 二、实验设备名称及型号 三、实验数据记录与处理 1.基本数据 材料常数： 弹性模量 E = 70 GPa 泊松比 33.0=μ 装置尺寸： 圆筒外径 D = 39mm 圆筒内径 d = 34mm 加载臂长 h = 250 mm 测点位置 L I-I =140 mm 2.计算方法 （1）指定点的主应力和主方向测定 实验值：主应力大小：()()()?? ?? ??-+--± ++-= --2 45 02 45 45 45 2 3 1 2 12 11ε εεεμ ε εμ μ σ σE 主应力方向：()() 45 45 045 450 2εεε εεεα ----=--tg 理论值：主应力大小：2 2 3 1 22 T M M τσσ σ σ+?? ? ??± = ；主应力方向：M T tg σ τα220 - = （2）指定截面上的弯矩、扭矩和剪力所分别引起的应力的测定 a.弯矩M 引起的正应力的测定 实验值：2 di M E εσ = 实 理论值：()32 /14 3 απσ -= -D FL I I M 理 ，其中：D d /=α b. 扭矩T 引起的切应力的测定 实验值：)1(4μετ+=di T E 实 理论值：()16 /14 3α πτ-= D Fh T 理 c. 剪力F Q 引起的切应力的测定 实验值：) 1(4μετ+= di F E Q 实 理论值：z max Z 2FS I τδ = 剪，12 3 3 max z d D S -= 3.实验数据 1.指定点的主应力和主方向测定（表1、表2） 2.指定截面上的弯矩、扭矩和剪力所引起的应力测定（表3）

弯扭组合变形实验报告

创作编号： BG7531400019813488897SX 创作者：别如克* 薄壁圆管弯扭组合变形应变测定实验 一．实验目的 1．用电测法测定平面应力状态下主应力的大小及方向； 2．测定薄壁圆管在弯扭组合变形作用下，分别由弯矩、剪力和扭矩所引起的应力。 二．实验仪器和设备 1．弯扭组合实验装置； 2．YJ-4501A/SZ静态数字电阻应变仪。 三．实验原理 薄壁圆管受力简图如图1所示。薄壁圆 管在P力作用下产生弯扭组合变形。 薄壁圆管材料为铝合金，其弹性模量E 为722 GN, 泊松比μ为0.33。薄壁圆管截图1 m 面尺寸、如图2所示。由材料力学分析可知，该截面上的内力有弯矩、剪力和扭矩。Ⅰ-Ⅰ截面现有A、B、C、D四个测点，其应力状态如图3所示。每点处已按–450、00、+450方向粘贴一枚三轴450应变花，如图4所

示。 图2 图3 图4 四．实验内容及方法 1. 指定点的主应力大小和方向的测定 薄壁圆管A 、B 、C 、D 四个测点，其表面都处于平面应力状态，用应变花测出三个方向的线应变， 然后运用应变-应力换算关系求出主应力的大小和方向。若测得应变ε-45、ε0、ε45 ，则主应力大小的计算公式为 ()()()?? ? ???-+--±++-=--24502 04545 45231212 11εεεεμ εεμμσσE 主应力方向计算公式为 ()() 04545045 452εεεεεεα----= --tg 或 () 4545045 4522εεεεεα+--- =--tg 2. 弯矩、剪力、扭矩所分别引起的应力的测定 a. 弯矩M 引起的正应力的测定 只需用B 、D 两测点00方向的应变片组成图5（a ）所示半桥线路，就可测得弯矩M 引的正应变 2 Md M εε= 然后由虎克定律可求得弯矩M 引起的正应力 2 Md M M E E εεσ= = b. 扭矩M n 引起的剪应力的测定 图5 用A 、C 两被测点-450、450方向的应变片组成图5（b ）所示全桥线路， 可测得扭矩M n 在450方向所引起的线应变 4 nd n εε= 由广义虎克定律可求得剪力 M n 引起的剪应力 ()2 14nd nd n G E εμετ= += c. 剪力Q 引起的剪应力的测定 用A 、C 两被测点-450、450方向的应变片组成图5（c ）所示全桥线路，

微变形反射镜技术应用及发展

47, 022201 (2010) ?2010 中国激光杂志社 doi: 10.3788/lop47.022201 微变形反射镜技术应用及发展 陈力子关小伟张政 (63655部队，新疆乌鲁木齐 841700) 摘要变形反射镜是用于自适应光学中波前校正的重要元件，它能产生可控的波面校正量对波面相位加以校正。但随着自适应光学技术的发展，传统变形反射镜已不能满足微型化、集成化的发展需求，而基于微机电加工技术的新型变形反射镜的出现解决了传统变形反射镜存在的问题。介绍了微变形反射镜的工作原理，国内外微变形反射镜技术的发展情况及其在自适应光学中的应用，并对分立式与连续表面微变形反射镜的校正能力进行了比较分析，最后阐述了微变形反射镜器件技术展望。 关键词自适应光学；微变形反射镜；波前校正；校正能力 中图分类号 TN256 OCIS 220.4000 230.4685 文献标识码 A Development and Application of MEMS Deformable Mirror Chen Lizi Guan Xiaowei Zhang Zheng (Army No.63655, Urumchi, Xinjiang 841700, China) Abstract Deformable mirror (DM) is a very important element in adaptive optical system, and it can perform dynamic phase modulation and endow optical system the ability to decrease the influence of dynamic wavefront errors. Deformable mirror of conventional adaptive optics can not satisfy the need of miniaturization and integration, but the deformable micro-mirror based on microelectro-mechanical systems (MEMS) can solve these problems. The theory and development of MEMS-DM and its application in adaptive optics are summarized, the fitting capability of MEMS-DM are discussed. At last, a prospect of MEMS-DM is given. Key words adaptive optics; MEMS deformable mirror; wavefront correction; correction capability 1 引言 自适应光学的概念最初是由美国天文学家Babcock于1953年提出的，此后随着大型激光工程及光学系统的发展，以及相关支撑技术的日益成熟，20世纪70年代首次实现工程应用，之后迅速在军事、天文、激光、眼科医学等领域得到广泛的应用[1,2]。传统自适应光学系统通常是由探测器、控制器和校正器三部分构成。变形反射镜作为自适应光学系统重要的波前校正元件，能在外部控制下实现高速、高精度的光学镜面面形变化、平移或转角，从而产生可控的波面校正量对波面相位加以校正。 然而传统变形反射镜由于体积大，控制复杂，已不能满足自适应光学系统向微型化、集成化的发展需求。随着微机电系统(MEMS)的发展，20世纪90年代实现微变形反射镜的研制，这种器件的单元尺寸达到微米级，可以与光波波长相比拟，便于仪器小型化，可以用集成电路的平面工艺制作，易于批量生产，价格便宜，容易制成多阵列元件，产品性能重复性好，成品率高，便于光机电集成，具有低惯性，即使在高频工作状态下，也可以通过较小的力进行精确定位，此外还具有宽带宽的优点。 收稿日期：2009-04-17; 收到修改稿日期：2009-07-03 作者简介：陈力子(1981—)，男，工程师，主要从事自适应光学技术方面的研究。E-mail: lzchen1234@https://www.sodocs.net/doc/a815053228.html,

空心圆管在弯扭组合变形下主应力测定

实验二 空心圆管在弯扭组合变形下主应力测定 一、实验目的 1. 用电测法测定平面应力状态下主应力的大小及方向，并与理论值进行比较 2. 测定空心圆管在弯扭组合变形作用下的弯曲正应力和扭转剪应力 3. 进一步掌握电测法 二、实验仪器设备和工具 1. 弯扭组合实验装置 2. A XL 2118系列静态电阻应变仪 3. 游标卡尺、钢板尺 三、实验原理和方法 1. 测定主应力大小和方向 空心圆管受弯扭组合作用，使圆筒发生组合变形，圆筒的'-m m 截面处应变片位置及平面应力状态（如图1）。在B 点单元体上作用有由弯矩引起的正应力σx ，由扭矩引起的剪应力τn ，主应力是一对拉应力σ1和一对压应力σ3，单元体上的正应力σx 和剪应力τn 可按下式计算 W σz x M = W M T n n =τ 式中 M — 弯矩，L P M ?= M n — 扭矩，a P M n ?= W z — 抗弯截面模量，对空心圆筒： ? ?????????? ??-= D d D W Z 4 3132π W T — 抗扭截面模量，对空心圆筒： ??? ??? ????? ??-= D d D W T 4 3116π 由二向应力状态分析可得到主应力及其方向 τσσσσ22 2213n x x +?? ? ??±= σταx n tg 220-= 图1 圆筒的'-m m 截面应变片位置及B 点应力状态 本实验装置采用450直角应变花，在A 、B 、C 、D 点各贴一组应变花（如图2所示），B 点或D 点应变花上三个应变片的α角分别为45-0、00、450，该点主应变和主方向 () ()()εεεεεεεε0450******* 02 2 2 220 13----+±+= 加载臂 固定端 300 B C D A B σ 1 σ 3 σ 3 σ 1 τ n τ n

实验四 薄壁圆筒在弯扭组合变形下主应力测定

实验四 薄壁圆筒在弯扭组合变形下主应力测定 实验内容： 构件在弯扭组合作用下，根据强度理论，其强度条件是[]r σσ≤。计算当量应力r σ，首先要确定主应力，而主应力的方向是未知的，所以不能直接测量主应力。通过测定三个不同方向的应变，计算主应变，最后计算出主应力的大小和方向。本实验测定应变的三个方向分别是-45°、0°和45°。 实验目的与要求： 1、用电法测定平面应力状态下一点的主应力的大小和方向 2、进一步熟悉电阻应变仪的使用，学会1/4桥法测应变的实验方法 设计思路： 为了测量圆管的应力大小和方向，在圆管某一截面的管顶B 点、管底D 点各粘贴一个45°应变花，测得圆管顶B 点的-45°、0°和45°三个方向的线应变45ε-、 0ε、45ε。 应变花的粘贴示意图 实验装置示意图 关键技术分析： 由材料力学公式： 得 从以上三式解得 主应变

根据广义胡克定律 1、实验得主应力 大小 ___ ___ ___145452()2(1)E σεεσμ-+?= ± ?-?实实方向 _________ ___ 04545 45452( )/(2) tg αεεεεε-- =+ --实 2、理论计算主应力 3、误差 实验过程 1.测量试件尺寸、力臂长度和测点距力臂的距离，确定试件有关参数。附表1 2.拟定加载方案。先选取适当的初载荷P 0(一般取P o =lO ％P max 左右)。估算P max (该实验载荷范围P max <400N)，分4～6级加载。 3．根据加载方案，调整好实验加载装置。 4．加载。均匀缓慢加载至初载荷P o ，记下各点应变的初始读数；然后分级等增量加载，每增加一级载荷，依次记录各点电阻应变片的应变值，直到最终载荷。实验至少重复两次。 5．作完试验后，卸掉载荷，关闭电源， 整理好所用仪器设备，清理实验现场，将所用仪器设备复原，实验资料交指导教师检查签字。 6.实验装置中，圆筒的管壁很薄，为避免损坏装置，注意切勿超载，不能用力扳动圆筒的自由端和力臂。

计算投影变形实例

高速公路导线测量中的投影变形问题 一公司谭晓波 摘要 随着公路建设的不断扩大与发展,公路(特别是高速公路)从平原微丘区向山岭重丘区(乃至高原地区)延伸,测区高程面由数十米增加到数百米乃至数千米;由于高程面的不同所产生的长度变形对工程建设的影响是必须考虑的问题。据有关计算表明,当大地高程面H＝700m时,其长度变形为11cm/km,远大于规范允许值,这对于重要工程的测量是一个不可忽略的数值。现以工程实例来探讨山区高速公路在导线测量中的投影变形问题。 1、工程概况 泉（州）三（明）高速公路QA16合同段起讫里程K105+970至K112+406.060,全线长6.43606公里，测区所属地理位置位于山区，平均高程为717m，这就使在导线测量过程中遇到了长度变形问题。如表： 2、长度投影变形及分析 公路工程布设的测量控制网是为了施工的需要，因而要求平面控制点坐标反算的边的长度与实地量测的长度相符。而目前我们遇到了长度变形的问题，即实际测量长度比设计长度大，按《公路勘测规范》对测量控制网的长度变形的规定，测区内投影长度变形值不得大于2.5 cm/km，即投影变形应达到1/40 000的精度。这就要求要对实测长度进行改正，也就是

要先将控制网边长归化到参考椭球面上，然后再将椭球面上的长度投影到高斯平面上，使其影响可以忽略不计。 2.1、投影变形数学模型 长度变形来源于以下两个方面: 2.1.1 实地测量的边长长度换算到椭球面上产生的变形,即1s ?;改正数误差方程式(此式较复杂这里省略)经最小二乘列出误差方程式,按级数展开后取其主项(其它项的影响甚微可以忽略不计): s R H s A m - =?1 （1） 式中 A R -长度所在方向的椭球曲率半径； m H -长度所在高程面对于椭球面的平均高程； s -实地测量的水平距离。 2.1.2 椭球面上的长度投影至高斯平面 02 2 2 2s R y s m + =? （2） 式中 R -测区中点的平均曲率半径； m y -距离的2端点横坐标平均值； 0s -为归算到椭球面上的长度。 在不影响推证严密性的前提下取, A R =R ,s=0s , 综合上两式可得,综合长度变形 s ?为: s R y s R H s m m 2 2 2+ -=? （3） 2.2、长度投影变形分析 由式(1)、式(2)、式(3)可以归纳投影变形的主要特征如下: 1)、地面上实量长度归算至参考椭球面上总是缩短的，且|1s ?|与m H 成正比，地面高程愈高，长度变形愈大。

PS各种光影的处理手法理论及实例解析

PS各种光影的处理手法理论及实例解析 阴影对于任何图像处理都是非常重要的，因为它与灯光总是形影不离，如果阴影被正确的使用，那么你可以得到非常惊叹的效果。在这个教程中，我会告诉你一些巧妙使用photoshop来创建逼真的阴影与灯光的方法。 第一步当然是理论，以帮助你了解灯光与阴影是如何运作的，在后面的步骤中，我将向你展示如何创建阴影。 1、光源与阴影的角度 在你开始处理图像前，你要确定时否需要阴影。为了让你自己理清思路，你必须先确定主光源。 你可以看到，原始图片的光源在左上角，在合成的图像中，天空的和云彩的左上角也是被照亮的，你应该始终尊重光的方向。你必选确定图像中那些元素会影响你处理灯光与阴影。

下面是一个类似的情况，只不过光源是来自右侧的，而这位艺术家在处理图像时，也是通过光源的引导，在模特身上处理出了高光。

有的时候你可能没有参考点来确定主光源，但你可以通过图像上的阴影来确定主光源，下面就是一个例子。

原始图片没有路标，是我用photoshop加上去的。如果没有参考点让我来确定光源的位置在哪（在这张图中，当然是太阳），我就根据图中男人与女孩的阴影来为我添加的路牌加上阴影。如果参考的阴影是模糊的，你应该运用高斯模糊，你添加的阴影因该尽可能的接近原图中的阴影。 这就是基本理论，简单的说，就是你必须确定光源，以便知道如何创建阴影。 接下来的步骤里，我将从头向你演示如何创建逼真的阴影。我会告诉你一些我个人使用的一些技巧，当然你也可以用自己的方法来实现。 因为有各种不同的阴影，我给他们取了不同的名字，以便我举例子，也方便你听懂。 A)接触阴影 我把这样的阴影叫“接触阴影”，是因为我不知道它应该叫什么（wb:我也是第一次听到这种叫法）。这是非常重要的一种阴影，以为它直接告诉你这个物体时放置在地面上的活非常接近地面。下面的图片就是一个例子，在图中你可以清楚的看到这种阴影的真实样子。

弯扭组合实验实验报告

弯扭组合实验实验报告

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实验二弯扭组合试验 一、实验目的 1．用电测法测定平面应力状态下一点处的主应力大小和主平面的方位角； 2．测定圆轴上贴有应变片截面上的弯矩和扭矩； 3．学习电阻应变花的应用。 二、实验设备和仪器 1．微机控制电子万能试验机； 2．电阻应变仪； 3．游标卡尺。 三、试验试件及装置 弯扭组合实验装置如图一所示。空心圆轴试＝42mm，壁厚t=3mm， l1=200mm，件直径D l2=240mm（如图二所示）；中碳钢材料屈服极限 s ＝360MPa，弹性模量E＝206GPa，泊松比μ＝

0.28。 图一 实验装置图 四、实验原理和方法 1、测定平面应力状态下一点处的主应力大小和主平面的方位角； 圆轴试件的一端固定，另一端通过一拐臂承受集中荷载P ，圆轴处于弯扭组合变形状态，某一截面上下表面微体的应力状态如图四和图五所 图三 应变 τx στx σ

示。 在圆轴某一横截面A －B 的上、下两点贴三轴应变花（如图三），使应变花的各应变片方向分别沿0°和±45°。 根据平面应变状态应变分析公式： α γαεεεεε α 2sin 2 2cos 2 2 xy y x y x - -+ += （1） 可得到关于εx 、εy 、γxy 的三个线性方程组，解得： 45 450 45450 εεγεεεεεε-=-+==--xy y x （2） 由平面应变状态的主应变及其方位角公式： 2 2 21222? ?? ? ??+???? ??-±+=xy y x y x γεεεεεε （3）0 min max 2()2()xy xy x y tg γγα εεεε=- =---或y x xy tg εεγα-- =02 （4） 将式（2）分别代入式（3）和式（4），即可得到主应变及其方位角的表达式。 图四 圆轴上表面图五 圆轴下表面

实验四 弯扭组合变形时的应力测定

实验四弯扭组合变形时的应力测定 一、实验目的 1．用电测法测定平面应力状态下的主应力大小及其方向，并与理论值进行比较。 2．测定弯扭组合变形杆件中的弯矩和扭矩分别引起的应变，并确定内力分量弯矩和扭矩的实验值。 3．进一步掌握电测法和电阻应变仪的使用。 了解半桥单臂，半桥双臂和全桥的接线方法。 二、实验仪器 1．弯扭组合实验装置。 2．YJ-28-P10R静态数字应变仪, 或者YJ-31电阻应变仪。 三、实验原理和方法 弯扭组合变形实验装置如图5-1所示，它由薄壁管1、扇臂2、钢索3、手轮4、加 图4-1 弯扭组合实验装置

载支座5、加载螺杆6、载荷传感器7、钢索接头8、底座9、电子秤10和固定支架11组成。钢索一端固定在扇臂端，另一端通过加载螺杆、载荷传感器与钢索接头固定，实验时转动手轮，加载螺杆和载荷传感器都向下移动，钢索受拉，载荷传感器就有电信号输出，此时电子秤数字显示出作用在扇臂的载荷值，扇臂端的作用力传递到薄壁管上，使管产生弯扭组合变形。 薄壁圆管材料为铝，其弹性模量E=70GPa、泊松比μ=0.33,管的平均直径D0=37mm,壁厚t=3mm。 Ⅰ-Ⅰ 图4-2 图4-3 A、B、C、D点应力状态

薄壁圆管弯扭组合变形受力如简图4-2所示。Ⅰ-Ⅰ截面为被测位置，该截面上的内力有弯矩和扭矩。取其前、后、上、下的A 、B 、C 、D 为被测的四个点，其应力状态见图4-3（截面Ⅰ-Ⅰ的展开图）。每点处按-450 、0、+450 方向粘贴一片450 的应变花，将截面Ⅰ-Ⅰ展开如图4-4（a ）所示。 四、 实验内容和方法 1．确定主应力大小及方向： 弯扭组合变形薄壁圆管表面上的点处于平面应力状态，用应变花测出三个方向的线应变后，可算出主应变的大小和方向，再应用广义胡克定律即可求出主应力的大小和方向。 主应力 ()()()?? ?? ??-+--±++-= ?+?-?+?-24502045454522.12 1211εεεεμεεμ μσE (1) 主方向 ()() 0454*******a εεεεεεα----= ?+?-? -?+n t (2) 式中：045-ε、0ε、045+ε分别表示与管轴线成045-ε、0ε、045+ε方向的线应变 2． 单一内力分量或该内力分量引起的应变测定： (1)弯矩M 及其所引起的应变测定 （a ）弯矩引起正应变的测定： 用上、下（即B 、D 两点）两测点两片方向的应变片组成图8-4b 所示半桥测量线路，测得B 、D 两处由于弯矩引起的正应变 2 ds M εε= (3) 式中：ds ε——应变仪的读数应变 M ε——由弯矩引起的轴线方向的应变 (b)弯矩M 的测定：

弯扭组合实验实验报告

北京航空航天大学材料力学实验 弯扭组合试验 实验报告 机械工程及自动化学院380711班张涛38071122

实验二弯扭组合试验 一、实验目的 1．用电测法测定平面应力状态下一点处的主应力大小和主平面的方位角； 2．测定圆轴上贴有应变片截面上的弯矩和扭矩； 3．学习电阻应变花的应用。 二、实验设备和仪器 1．微机控制电子万能试验机； 2．电阻应变仪； 3．游标卡尺。 三、试验试件及装置 弯扭组合实验装置如图一所示。空心圆轴试件直径D0＝42mm，壁厚t=3mm，l1=200mm，l2=240mm（如图二所示）；中碳钢材料屈服极限 ＝360MPa，弹性模量E s ＝206GPa，泊松比μ＝0.28。

图一实验装置图 四、实验原理和方法 1、测定平面应力状态下一点处的主应力大小和主平面的方位角； 圆轴试件的一端固定，另一端通过一拐臂承受集中荷载P，圆轴处于弯扭组合变形状态，某一截面上下表面微体的应力状态如图四和图五所示。 图三应变花示意图 图四圆轴上表面微体的应力状态τx σx τx σx 图五圆轴下表面微体的应力状态

在圆轴某一横截面A －B 的上、下两点贴三轴应变花（如图三），使应变花的各应变片方向分别沿0°和±45°。 根据平面应变状态应变分析公式： αγαεεεεεα2sin 2 2cos 2 2 xy y x y x - -+ += （1） 可得到关于εx 、εy 、γxy 的三个线性方程组，解得： 45 45045450 εεγεεεεεε-=-+==--xy y x （2） 由平面应变状态的主应变及其方位角公式： 2 221222??? ? ??+???? ??-±+=xy y x y x γεεεεεε （3）0min max 2()2()xy xy x y tg γγαεεεε=-=- --或y x xy tg εεγα--=02 （4） 将式（2）分别代入式（3）和式（4），即可得到主应变及其方位角的表达式。 对于各向同性材料，应力应变关系满足广义虎克定律： ()()122 2212 111μεεμ σμεεμ σ+-=+-= E E （5） 由式（2）~（5），可得一点的主应力及其方位角的表达式为： ()()() ()() 00 45 45045 4502 450 2 4504545212212212-------= -+-+± -+=εεεεεαεε εεμμεεσσtg E E （6） 0ε、0 45ε和0 45-ε的测量可用1/4桥多点测量法同时测出（见图六）。 R i