Исследование колебаний пластин с помощью голографической интерферометрии во встречных пучках

Голограммы Денисюка широко использовались при изучении деформированного состояния изделий из различных материалов при статическом приложении нагрузки. Большое количество элементов конструкций подвержено периодически изменяющимся воздействиям. Целью работы является оценка возможности применения для исследования колебаний схемы записи голограмм во встречных пучках совместно с методом усреднения во времени. На основе векторного описания световых волн получены разрешающие уравнения для картин интерференционных полос, регистрируемых голограммой, записанной во встречных пучках, вблизи поверхности, совершающей установившиеся колебания. Запись голограммы производится в одну экспозицию, объект освещается плоским когерентным пучком света, направленным по нормали к регистрирующей среде. Длительность экспозиции значительно превышает период колебания поверхности исследуемого изделия. Показано, что погрешности, обусловленные использованием в разрешающих уравнениях только первого члена убывающего, знакопеременного ряда, предназначенного для вычисления корней функции Бесселя первого рода нулевого порядка, не превышают 2,2 %. Оценены допустимые величины амплитуд колебаний при исследовании с помощью метода усреднения во времени. При использовании гелий-неонового лазера качественные интерферограммы регистрируются при амплитудах колебаний, не превышающих 10 мкм. В качестве примера приводятся результаты изучения колебаний круглой металлической пластины и конуса из неметаллического материала, который представляет собой поверхность вращения, образованную вращением параболы. Результаты работы показали, что применение оптической схемы записи голограмм во встречных пучках методом усреднения во времени позволяет изучать форму малых колебаний тел, изготовленных как из металла, так и из неметаллических материалов.

перемещения, амплитуда, колебания, пластина, метод усреднения во времени, голографическая интерферометрия, голограммы во встречных пучках, функции Бесселя, displacements, amplitude, oscillations, plate, time averaging method, holographic interferometry, holograms in colliding beams, Bessel functions

1. Popov А. M., Zinoviev V. B., Kolesnikov А. V. Optimization of fringe pattern sceme registration in moire topography // Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering. 1996. Т. 2791. С. 150-155.

2. Попов А. М., Зиновьев В. Б., Сподарева Л. А. Деформированное состояние элементов деревянных мостовых конструкций вблизи нагеля круглого сечения // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. 2015. Вып. 3. С. 77-80.

3. Бородин Е. М., Бородина К. Н., Бородин А. Н. Применение спекл-голографии при определении пространственных перемещений и деформаций // Концепт : науч.-метод. электрон. журн. 2014. Т. 20. С. 1361-1365. URL: http://e-koncept.ru/2014/54536.htm (дата обращения: 08.10.2018).

4. Денисюк Ю. Н. Голография с записью в трехмерных и двухмерных средах // Труды Государственного оптического института имени С. И. Вавилова. 1969. Т. 36, вып. 165. С. 121-131.

5. ДенисюкЮ. Н. Принципы голографии. Л. : Изд-во Гос. опт. ин-та им. С. И. Вавилова, 1979. 125 с.

6. Островская Г. В. Голографическая интерферометрия физических процессов // Журнал технической физики. 2016. Т. 86, вып. 6. С. 1-16.

7. Герасимов С. И., Жилкин В. А. Контактный голографический интерферометр для исследования деформаций оболочек вращения малой кривизны // Прикладная механика и техническая физика. 2006. Т. 47, № 3. С. 176-182.

8. Экспериментальное определение допустимых расстояний между нагелями в древесине / А. М. Попов, В. Б. Зиновьев, Л. И. Ким, Л. А. Сподарева // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. 2012. Вып. 28. С. 160-167.

9. Жилкин В. А., Зиновьев В. Б. Возможные методы расшифровки голографических объемных голограмм, записанных у поверхности металлизированных растров // Механика деформируемого тела и расчет транспортных сооружений : сб. тр. Новосибирск, 1980. С. 113-120.

10. Бакулин В. Н., Рассоха А. А. Метод конечных элементов и голографическая интерферометрия в механике композитов. М. : Машиностроение, 1987. 312 с.

11. Герасимов С. И., Жилкин В. А., Остроменский П. И. Изучение процесса накопления деформаций при повторном нагружении с использованием накладного голографического интерферометра // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2013. № 11-12 (659-660).

12. Герасимов С. И., Жилкин В. А., Власов Г. М. Контактные голографические интерферометры для исследования упругопластических деформаций элементов конструкций // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2012. № 4 (640). С. 112-123.

13. Вест Ч. Голографическая интерферометрия. М. : Мир, 1982. 504 с.