The Study of Plate Oscillations Using Holographic Interferometry in Colliding Beams

Denisyuk holograms were widely used to study the deformed state of products made from various materials under static load application. A large number of structural elements are subjected to periodically varying effects. The aim of the work is to assess the applicability for the study of vibrations, the scheme for recording holograms in colliding beams together with the averaging method in time. Based on the vector description of light waves, resolving equations are obtained for the patterns of interference fringes recorded by a hologram recorded in colliding beams near the surface making steady-state oscillations. The hologram is recorded in one exposure; the object is illuminated by a flat coherent beam of light directed normal to the recording medium. The duration of exposure is much longer than the period of the investigated product surface oscillation. It is shown that the errors due to the use of only the first term of the decreasing, alternating series in the resolving equations, designed to calculate the Bessel function roots of the first kind zero order, do not exceed 2.2 %. The admissible magnitudes of the oscillation amplitudes are estimated using the time averaging method. When using helium - neon laser, high-quality interferograms are recorded at amplitudes of oscillations not exceeding 10 microns. As an example, the results of oscillations studies of a round metal plate and a cone of non-metallic material are given, which was the surface of revolution formed by the parabola rotation. Studies have shown that the use of an optical scheme for recording holograms in colliding beams in the time averaging method makes it possible to study the shape of small oscillations of bodies made from both metal and non-metallic materials.

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.