真應(yīng)力-真應(yīng)變測試系統(tǒng)優(yōu)化及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、利用視覺技術(shù)和圖像分析方法將非接觸測量技術(shù)應(yīng)用于材料力學(xué)性能測試領(lǐng)域是本文的目標(biāo),本文的主要工作就是在這種測試方法前期工作的基礎(chǔ)上完善及提高相應(yīng)的性能,提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。隨著相關(guān)硬件及軟件的不斷發(fā)展和完善,機(jī)器視覺技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域中都得到了日益廣泛的應(yīng)用。在非接觸式測量方面,視覺技術(shù)有著極大的潛力和優(yōu)越性。由于接觸式測量方法的局限性,在材料的力學(xué)性能測試和工程結(jié)構(gòu)測試領(lǐng)域有很多性能參數(shù)都難于直接測量,對(duì)非接觸測量有著迫切的需要,真

2、應(yīng)力―真應(yīng)變測試就是其中一個(gè)既傳統(tǒng)又現(xiàn)實(shí)的實(shí)際問題。本項(xiàng)目的研究證明基于視覺技術(shù)和圖像分析方法的測量系統(tǒng)可以很好的解決這個(gè)難題,實(shí)現(xiàn)了真正意義上的真應(yīng)力―真應(yīng)變直接測量。本文以獨(dú)創(chuàng)的最大塑性變形微段分析法為理論基礎(chǔ),運(yùn)用視覺技術(shù)和圖像分析方法,設(shè)計(jì)了測量和分析計(jì)算真應(yīng)力―真應(yīng)變的新方法。項(xiàng)目前期工作主要在硬件系統(tǒng)和基本軟件的開發(fā)上完成了基礎(chǔ)性開發(fā)工作,基本證實(shí)了方法的可行性。本文重點(diǎn)對(duì)軟件進(jìn)行了完善和調(diào)整,在對(duì)采集的圖像經(jīng)過中值濾波、二

3、值化、數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的處理方法解決圖像邊緣粗定位的基礎(chǔ)上,嘗試采用亞像素處理算法,通過精定位程序提高圖像邊緣檢測的準(zhǔn)確性和可靠性,使測量精度達(dá)到亞像素級(jí)。根據(jù)測量的實(shí)際應(yīng)用要求,適當(dāng)配置硬件,系統(tǒng)的尺寸計(jì)量分辨率可達(dá)0.1~0.001mm,滿足不同測試對(duì)象的最小直徑準(zhǔn)確測量的要求；采用多線程信息傳遞模式,取代了原系統(tǒng)中利用RTSI總線的信號(hào)共享方式觸發(fā)多個(gè)模塊的并行處理方法,使測量過程中任意時(shí)刻的最小直徑和載荷的輸出得到了良好的同步采集和處

4、理,從而提高了測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性；對(duì)實(shí)際應(yīng)用的光源設(shè)置進(jìn)行了系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究,采取不同的投光、遮光辦法,優(yōu)選出可有效防止中部反光量大和邊緣光暈現(xiàn)象強(qiáng)烈的光源布置方案。解決了環(huán)境對(duì)測量的不良影響問題,為實(shí)際應(yīng)用中的準(zhǔn)確測量提供了保證；最后,利用本研究成果,對(duì)若干Q235鋼試樣和5083鋁合金試樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn),獲得了理想的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,并將其與工程應(yīng)力―應(yīng)變和傳統(tǒng)真應(yīng)力―真應(yīng)變進(jìn)行對(duì)比分析,得出了本測試系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確的測量材料真應(yīng)力―真應(yīng)變的結(jié)論