基于高速摄像技术的橡胶球与钢板碰撞的变形量测量研究

作     者：汪涵 罗竹辉 卜继玲 王遥遥 乔丹龙 周熙盛 

作者机构：湖南工业大学机械工程学院 株洲时代新材料科技股份有限公司 博戈橡胶塑料(株洲)有限公司 湖南弘辉科技有限公司 

出 版 物：《橡胶工业》 (China Rubber Industry)

年 卷 期：2025年

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：湖南省教育厅科学研究项目重点项目(22A0417) 

主　　题：橡胶球 碰撞 高速摄像技术 图像分割 变形测量 

摘      要：采用高速摄像和图像处理技术对橡胶球与钢板的碰撞变形量的测量进行研究。首先采用阈值分割方法对拍摄的图像进行分割，提取分割后图像的边缘轮廓，使用最小二乘法进行边缘的圆拟合，获取橡胶球图像的圆心坐标；然后通过橡胶球下落时加速度为重力加速度的特性进行图像比例尺、碰撞初始时刻、碰撞结束时刻的计算，进而计算出橡胶球变形量；最后通过变形量测量试验，得到橡胶球碰撞过程为小变形量碰撞（最大变形量均不超过1.3 mm），橡胶球变形量随下落高度的增大而增大，随橡胶硬度的增大而减小，随橡胶球直径的增大而增大。本工作为橡胶球碰撞小变形的测量提供了一种参考方法，可为橡胶材料碰撞特性分析和接触力模型的建立提供基础数据。