太赫茲時域光譜應力測量原理與方法研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、太赫茲波(THz)是指頻率位于0.1THz～10THz范圍內的電磁波,在電磁波譜上它處于微波和紅外之間,它具有脈寬窄、能量低、相干性高、透過性好等優(yōu)點。太赫茲時域光譜(THz-TDS)技術被廣泛應用到材料無損檢測、化學成分檢測、安全檢查等領域,并在實驗力學測量領域有著巨大的應用潛力。本文基于TDS系統(tǒng)對THz應力測量的原理和方法進行了研究,主要包括以下幾方面:
　　改進了現(xiàn)有THz-TDS系統(tǒng),使其能夠產生任意偏振方向的THz波,

2、并能夠對產生的THz波進行調制。設計了能夠安放在TDS系統(tǒng)中的微型加載裝置,使其能夠對試件進行加載并對試件內部的應力進行測量。
　　建立了TDS測得相位延遲與試件內部主應力關系的理論模型,并研究了實驗操作環(huán)節(jié)對THz-TDS系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響,確定了適合實驗測量的空氣濕度,測定了實驗所用的PTFE試件的力學參數(shù)。根據理論模型,實驗驗證了THz波段的應力光性效應,結果表明:通過TDS系統(tǒng)測得THz波的折射率與應力近似成線性關系。

3、>　　通過實驗測量了PTFE材料的應力光性系數(shù)A和B,提出了基于THz-TDS系統(tǒng)的應力測量原理與方法,建立了由應力引起的相位延遲的測量模式,確定了求解包含相位延遲的非線性方程組的主應力分離方法。通過單向拉伸實驗與電阻應變測量方法進行了對比,實驗結果表明:基于TDS的應力測量方法測量的應力小于電測方法,誤差在10～20％之間。
　　基于TDS的應力測量方法能夠有效對材料內部的應力進行測量,在陶瓷等不透明材料的應力測量領域有廣闊的應

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