本文關(guān)鍵詞：溫度變化對鋁材料的BRDF影響研究

  更多相關(guān)文章： 溫度變化 雙向反射分布函數(shù) 溫度擬合 應(yīng)力應(yīng)變

【摘要】：雙向反射分布函數(shù)(Bidirectional Reflectance Distribution Function,BRDF)是描述各類材質(zhì)表面空間反射特性的重要物理參量,目前被廣泛應(yīng)用于目標(biāo)表面散射特性研究、航天遙感、計算機(jī)圖像處理等領(lǐng)域。近幾年,基于BRDF理論的材料表面散射特性研究主要是在室溫環(huán)境下完成。然而,現(xiàn)實生活中向外太空發(fā)射的空間飛行器在發(fā)射或返回的過程中,溫度變化使得表面BRDF與室溫狀態(tài)下相比發(fā)生變化給成像跟蹤等帶來困難。綜上所述,本文開展溫度變化對鋁材質(zhì)表面BRDF影響的研究實驗,結(jié)合雙向反射分布函數(shù)的原理及散射光譜分析方法,本論文主要完成的研究內(nèi)容如下:1.深入研究雙向反射分布函數(shù)測量原理,在BRDF公式定義的基礎(chǔ)上,建立了基于光譜儀、太陽光模擬器、光纖、探測器、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等設(shè)備的樣品表面散射光譜測量系統(tǒng)。通過散射光譜分析方法,對一定條件下影響材料表面散射光譜的因素進(jìn)行實驗和分析。選取表面粗糙度分別為0.8和50的兩塊鋁板作為實驗對象,結(jié)果表明表面粗糙度對散射光譜值存在影響;通過飛秒激光加工得到表面具有光柵結(jié)構(gòu)的鋁片及紫銅片,經(jīng)過分析得出微觀結(jié)構(gòu)影響材料表面散射光譜。2.采用BRDF分析方法,采集鋁板表面從室溫25℃加熱至500℃的升溫過程及將材料表面從500℃自然冷卻至室溫的降溫過程散射光譜數(shù)據(jù),采用相對測量方法并選取聚四氟乙烯標(biāo)準(zhǔn)白板作為標(biāo)準(zhǔn)板,得到間隔100℃的BRDF值隨溫度變化曲線。通過對比分析得出溫度變化對材料表面BRDF存在影響,溫度升高,表面BRDF值隨之升高,溫度降低,表面BRDF值降低。研究結(jié)果對目標(biāo)的探測具有重要的現(xiàn)實作用。3.分析了影響實驗準(zhǔn)確性的誤差,誤差主要來源為測量溫度與實際溫度的誤差和加熱過程中應(yīng)力應(yīng)變對鋁板表面的影響。通過光譜法進(jìn)行溫度擬合得到材質(zhì)表面的溫度值,并與接觸式測量的溫度值進(jìn)行對比,誤差結(jié)果為6.4%。應(yīng)用COMSOL模擬軟件模擬應(yīng)力應(yīng)變對材料表面的影響,得出本論文中涉及的加熱溫度條件下的應(yīng)力應(yīng)變不足以對實驗結(jié)果產(chǎn)生影響。
【關(guān)鍵詞】：溫度變化 雙向反射分布函數(shù) 溫度擬合 應(yīng)力應(yīng)變
【學(xué)位授予單位】：長春理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG146.21;TG115.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-14
• 1.1 研究的背景及意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-13
• 1.2.1 目標(biāo)的散射特性及散射光譜分析方法9-10
• 1.2.2 溫度測量方法及測量裝置研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.3 雙向反射分布函數(shù)（BRDF）研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 論文主要研究內(nèi)容13-14
• 第二章 鋁材料表面BRDF隨溫度變化的實驗系統(tǒng)建立14-26
• 2.1 雙向反射分布函數(shù)原理14-15
• 2.2 普朗克黑體輻射理論及溫度反演理論15-19
• 2.2.1 普朗克黑體輻射理論15-18
• 2.2.2 基于主成分分析法（PCA）的溫度反演研究18-19
• 2.3 散射光譜采集實驗與實驗裝置19-22
• 2.3.1 實驗裝置19-21
• 2.3.2 溫度變化對鋁材料表面影響散射光譜采集實驗方法21-22
• 2.4 數(shù)據(jù)預(yù)處理方法22-26
• 2.4.1 平滑22-23
• 2.4.2 微分23
• 2.4.3 標(biāo)準(zhǔn)歸一化處理23
• 2.4.4 小波變換23-26
• 第三章 溫度變化對鋁材料BRDF影響研究26-40
• 3.1 材料表面結(jié)構(gòu)對散射光譜的影響26-31
• 3.1.1 粗糙度對材料表面散射光譜影響26-28
• 3.1.2 微觀結(jié)構(gòu)對材料表面散射光譜影響28-31
• 3.2 溫度變化對鋁材料表面BRDF影響實驗31-36
• 3.3 實驗中不確定度分析36-40
• 3.3.1 光譜法溫度擬合36-38
• 3.3.2 材質(zhì)表面在實驗過成中應(yīng)力應(yīng)變的變化38-40
• 第四章 結(jié)論40-41
• 致謝41-42
• 參考文獻(xiàn)42-46
• 碩士期間發(fā)表論文與研究成果清單46

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 張百順;劉文清;魏慶農(nóng);吳振森;趙劍鋒;;典型目標(biāo)的BRDF實驗室測量與模型驗證[J];量子電子學(xué)報;2006年04期

2 ;[J];;年期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 李新;鄭小兵;吳浩宇;;BRDF地面測量研究[A];第十一屆全國光學(xué)測試學(xué)術(shù)討論會論文（摘要集）[C];2006年

2 趙建林;;成像式雙向反射分布測量[A];第十三屆全國光學(xué)測試學(xué)術(shù)討論會論文（摘要集）[C];2010年

3 Zuhair Nashed;;Regularized kernel-based BRDF model inversion method for ill-posed land surface parameter retrieval[A];中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所2007學(xué)術(shù)論文匯編(第三卷)[C];2008年

4 凌在盈;周斌;蔣錦剛;竇文潔;周方方;;基于Monte Carlo方法的水體二向反射分布函數(shù)(BRDF)模擬初探[A];第十七屆中國遙感大會摘要集[C];2010年

5 聞建光;唐勇;游冬琴;仲波;劉強(qiáng);柳欽火;;多源遙感數(shù)據(jù)構(gòu)建地表BRDF數(shù)據(jù)集[A];遙感定量反演算法研討會摘要集[C];2010年

6 楊健;金波;張東亮;坂口嘉之;;在像素渲染器中實現(xiàn)結(jié)合BRDF的浮雕映射[A];第十二屆全國圖象圖形學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2005年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 馬圓;激光引信近場目標(biāo)表面BRDF優(yōu)化建模與應(yīng)用研究[D];南京理工大學(xué);2015年

2 李冰輝;基于測量的BRDF真實感材質(zhì)的渲染方法[D];山東大學(xué);2015年

3 凌晉江;粗糙表面偏振光譜BRDF建模與仿真[D];合肥工業(yè)大學(xué);2015年

4 石叢認(rèn);基于BRDF的目標(biāo)表面結(jié)構(gòu)特性研究[D];長春理工大學(xué);2016年

5 孟令鵬;溫度變化對鋁材料的BRDF影響研究[D];長春理工大學(xué);2016年

6 曾震超;目標(biāo)表面與涂層光譜BRDF統(tǒng)計建模及特征參數(shù)反演[D];西安電子科技大學(xué);2006年

7 周蕓;物體表面質(zhì)感的BRDF參數(shù)估計與視覺評估[D];浙江大學(xué);2014年

8 王安祥;目標(biāo)涂層表面光譜BRDF和色度特性[D];西安電子科技大學(xué);2006年

9 劉佳;BRDF模型對遙感定量反演的影響研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2008年

10 韋統(tǒng)方;BRDF優(yōu)化統(tǒng)計建模及應(yīng)用[D];西安電子科技大學(xué);2012年

，

本文編號：1093143