NeST: Neural Stress Tensor Tomography by leveraging 3D Photoelasticity

光弹性通过应力诱导双折射实现了透明物体的全场应力分析。现有技术仅限于二维切片，并需要破坏性地切割物体。恢复整个物体的内部三维应力分布具有挑战性，因为它涉及解决张量层析成像问题和处理相位包裹模糊性。我们介绍了NeST，一种通过合成分析的方法，通过偏振测量从神经隐式表示中重建三维应力张量场。我们的关键见解是使用基于Jones计算的可微分正向模型共同处理相位展开和张量层析成像。与之前的线性逼近不同，我们的非线性模型能够忠实地匹配真实的捕捉结果。我们开发了一个实验性的多轴偏振镜设置来捕捉三维光弹性，并通过实验证明了NeST可以重建具有不同形状和力条件的物体的内部应力分布。此外，我们展示了在应力分析中的新应用，例如通过虚拟切割物体和从未见过的视角查看光弹性条纹。NeST为可扩展的非破坏性三维光弹性分析铺平了道路。

本论文旨在解决透明物体中的应力分析问题，通过应力诱导双折射实现全场应力分析。现有技术仅限于二维切片，并需要破坏性地切割物体。本文提出了一种名为NeST的方法，通过分析合成的方式，从偏振测量中重建三维应力张量场。

本文的关键思路是使用Jones计算的可微分正向模型，共同处理相位展开和张量层析成像，从而实现非线性模型，从而重建三维应力张量场。

本文开发了一个实验多轴偏振镜设置，以捕获三维光弹性，并在实验中展示了NeST对于具有不同形状和力条件的物体重建内部应力分布的能力。此外，本文还展示了应力分析的新应用，例如通过虚拟切片来可视化光弹性条纹，以及从未见过的视角观察光弹性条纹。NeST为可扩展的非破坏性三维光弹性分析铺平了道路。

近期的相关研究包括：1. 'Full-field stress analysis using digital image correlation applied to photoelasticity' 2. 'Three-dimensional stress analysis using photoelasticity and the finite element method' 3. 'A new photoelastic system for stress analysis of three-dimensional objects'等。