基于高速视觉的微纳尺度材料动态力学参数测量方法研究

【摘要】模量和内耗是研究材料性质的两个重要的动态力学参数,其中内耗直接反映了材料的缺陷属性。尽管微纳尺度材料模量测量理论相对成熟,但传统的内耗测量技术仅针对固体大尺度试样,无法用于微纳尺度材料内耗测量。国内外针对微纳尺度材料的内耗测量方法,存在测量精度低、测量频率难以控制、测量频率范围窄以及无法测量内耗频率谱等问题。本文提出的基于高速视觉的非接触式动态力学参数测量方法,是通过高性能的图像获取系统及显微平台的结合来实现对微纳尺度材料的模量和内耗获取。实验结果表明,该方法的测量效果好、频谱宽,且系统具有良好的可拓展性。本文的主要工作和研究内容如下：(1)对比国内外关于微纳尺度材料模量和内耗的测量方法的优缺点,提出基于高速视觉的微纳尺度材料动态力学参数测量方法,完成测量理论的论证和计算方法的推导。(2)完成基于高速视觉方法测量系统的方案设计并搭建硬件平台,设计纤维试样的振动激发测量方案,实现振动过程中高帧率图像序列的采集和测量。(3)分析相关图像处理算法和数据拟合方法,提出基于数学形态学方法的纤维目标提取算法和基于最小二乘的振动曲线拟合方法,实现了低频内耗计算、纤维长度测量、固频提取以及高频内耗计算。(4)通过实验验证测量系统的可行性和有效性,实验结果表明该方法可实现对模量和内耗的无接触式测量。本文研究工作的创新之处：(1)测量思想创新：提出了一种获取微纳尺度材料动态力学参数的新方法,利用高速视觉实现了对试样模量内耗的非接触式测量。(2)技术方法创新：基于高倍显微和高帧率图像分析技术来探测振动微纳尺度试样的动态特征,实现振动过程的完整记录和数据分析,并通过实验验证了结果的有效性。
【作者】李建峰；
【导师】双丰；聂余满；
【作者基本信息】中国科学技术大学，模式识别与智能系统，2014，硕士
【关键词】微纳尺度材料；动态力学参数测量；内耗；高速视觉；图像处理；数据拟合；

【参考文献】
[1]吴剑平.牛乳中硫氰酸钠含量检测[D].南京农业大学,兽医,2011,硕士.
[2]石晶.长春高新技术产业开发区光电子工业发展战略研究[D].吉林大学,工商管理,2004,硕士.
[3]袁明兰.重庆民生职业技术学院智能化题库系统的设计与实现[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[4]高天红.尼可地尔对大鼠急性心肌损伤模型中细胞凋亡影响的研究[D].吉林大学,临床医学,2014,硕士.
[5]娄姚荣.金融抑制、金融自由化与“中等收入陷阱”[D].浙江大学,西方经济学,2013,硕士.
[6]聂涛风.精神病人强制医疗问题研究[D].中国政法大学,法律（专业学位）,2014,硕士.
[7]张冬琦.试论楚舞的演变及影响[D].中国艺术研究院,舞蹈学,2013,硕士.
[8]白云涛,郭菊娥,席酉民.高层管理团队风险偏好异质性对战略投资决策影响效应的实验研究[J].南开管理评论,2007,02:25-30+44.
[9]崔志平.露天转地下开采覆盖层合理厚度研究[D].内蒙古科技大学,采矿工程,2013,硕士.
[10]傅永杰.数字太敏SoC设计[D].哈尔滨工业大学,集成电路工程,2013,硕士.
[11]周晓静.山东省中小科技企业核心竞争力构成及评价研究[D].山东财经大学,企业管理,2013,硕士.
[12]贺树峰.湘潭国家高新技术创业服务中心服务体系创新研究[D].湘潭大学,工商管理,2011,硕士.
[13]王凤蕊.卫生间模块化排水节水装置介绍[J].住宅产业.2006(04)
[14]黄志国.论高中语文教学中人文精神的培养[D].辽宁师范大学,学科教学（专业学位）,2012,硕士.
[15]王斌.湖南农村小学音乐教育现状调查与对策思考[D].湖南师范大学,音乐学,2004,硕士.
[16]马永胜.血浆脂联素水平、PWV与冠心病的相关性研究[D].郑州大学,心血管内科（专业学位）,2013,硕士.
[17]李焦焦.辽宁省新生代农民工融入性就业研究[D].辽宁大学,社会保障,2012,硕士.
[18]邵清.丙型肝炎病毒NS3结合蛋白和NS3反式激活新靶基因NS3TP6的研究[D].第四军医大学,内科学,2004,硕士.
[19]曹益平.基于数字微镜的位相测量轮廓术[D].四川大学,2003.
[20]吴娅妮.菠菜种质亲缘关系研究[D].山西师范大学,植物学,2013,硕士.
[21]孟庆文.线性网络纠错编码的性能仿真[D].哈尔滨工业大学,电子与通信工程,2014,硕士.
[22]何倩.我国商业银行汇率风险度量的实证研究[D].苏州大学,金融学（专业学位）,2014,硕士.
[23]梁潜.民用爆炸物品销售物流链条优化研究[D].南京农业大学,物流工程,2012,硕士.
[24]李忠洋.江淮大豆育种种质群体籽粒品质及芽期耐旱特异种质的发掘与遗传解析[D].南京农业大学,作物,2013,硕士.
[25]陈宇.铁路危险货物办理站合理配置研究[D].西南交通大学,交通运输规划与管理,2013,硕士.
[26]武东锟.基于CAN总线的复费率电能表抄表系统设计[D].大连理工大学,电工理论与新技术,2013,硕士.
[27]胡维.艺术歌曲《枫桥夜泊》的演唱风格及意境探析[D].湖南师范大学,音乐（专业学位）,2014,硕士.
[28]黄雨胜.阿托伐他汀对大鼠心肌缺血再灌注后无复流的影响[D].辽宁医学院,内科学,2012,硕士.
[29]曾娟.重庆市北碚区永久性基本农田划定和管护研究[D].西南大学,土地资源管理,2014,硕士.
[30]刘一武,张洪华,吴宏鑫.挠性结构的输出反馈低阶自适应控制[J].自动化学报,2002,06:865-872.
[31]高峰.液压挖掘机器人分布式测控系统设计[J].测控技术,2005,04:60-63.
[32]蔡珍珍.不同倍性水稻胚乳贮藏蛋白及相关基因的表达差异研究[D].湖北大学,遗传学,2011,硕士.
[33]田欢.大容量电子存储阵列的设计与实现[D].西安电子科技大学,信号与信息处理,2010,硕士.
[34]侯美英.陆地棉和毛棉种间SSR遗传图谱构建及其茸毛和蜜腺基因的染色体定位[D].南京农业大学,作物遗传育种,2012,硕士.
[35]姜维.炭载体石墨化结构和表面性质调控及对负载金属催化剂催化性能的影响[D].浙江工业大学,2014.
[36]金丰.基于WebDAV协议的私人云存储设备的实现[D].广东工业大学,信号与信息处理,2013,硕士.
[37]韩国栋.一种数字电视条件接收的版权保护方案[J].广播与电视技术.2008(02)
[38]张岩.GX软件公司技术创新战略研究[D].山东大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[39]林晓林.基于多智能体的注塑模具方案智能化设计研究[D].大连理工大学,机械制造及其自动化,2013,硕士.
[40]张庆锋.聚对苯二甲酸乙二醇酯纳米复合材料的制备及表征[D].浙江大学,化学工程,2004,硕士.
[41]王利洋.地裂缝对高速铁路桥梁影响的模型试验研究[D].长安大学,地质工程,2014,硕士.
[42]岳红旭.混凝土泵车臂架有限元分析及试验验证[D].吉林大学,机械设计及理论,2014,硕士.
[43]汤国贤.高三政治校本练习开发与运用[D].苏州大学,教育（专业学位）,2012,硕士.
[44]孙兰芳,姜璐.系统生物学:系统科学与生物体系统[J].系统工程理论与实践,2005,10:67-72.
[45]刘宏平.外商直接投资与中国对外贸易关系分析[D].云南财经大学,国际贸易学,2014,硕士.
[46]孙姝宁.政治演讲中模糊限制语的语用功能研究[D].吉林大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[47]陈铭.高校教育资金监管问题研究[D].首都经济贸易大学,会计学,2014,硕士.
[48]颜敏.经济法视野下的社会分配原则[D].黑龙江大学,经济法学,2013,硕士.
[49]王旭虎.石羊河下游民勤绿洲—荒漠过渡带微区水文过程研究[D].甘肃农业大学,水土保持与荒漠化防治,2013,硕士.
[50]赵桂英.头针结合电针治疗腰椎间盘突出症的临床研究[D].广州中医药大学,针灸推拿学,2014,博士.