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基于单数码相机的板料成形应变测量关键技术及其系统

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仪器仪表学报 2010年第11期31卷 2408-2415页

作者：叶南张丽艳南京航空航天大学航空宇航制造工程系南京210016

设计并实现了一种基于单数码相机的板料成形应变测量系统MOSAS,并对其中的关键技术作了深入研究和讨论。在基于多视角几何原理、编码元技术实现各个拍摄视角相机姿态定位的基础上,本文使用光束平差等全局优化技术进一步提高定位精度;针... 详细信息

设计并实现了一种基于单数码相机的板料成形应变测量系统MOSAS,并对其中的关键技术作了深入研究和讨论。在基于多视角几何原理、编码元技术实现各个拍摄视角相机姿态定位的基础上,本文使用光束平差等全局优化技术进一步提高定位精度;针对方形网格图像,综合运用数字图像处理技术自动实现亚像素精度的图像网格节点提取和网格拓扑关系稳健建立;结合极线约束和网格拓扑,实现多视图下同名网格节点自动鲁棒匹配;提出多视图下的三维重建方法以获得网格节点空间坐标;最后由有限应变理论解算出应变值.通过对网格边长为1mm标准模板的测量实验,表明MOSAS系统的三维重建精度为0.004mm(2σ),应变准确度不大于0.4%(2σ)。

关键词：板料成形应变测量多视图几何非接触编码点

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基于改进自动网格法的嵌入式应变测量系统

仪器仪表学报 2011年第12期32卷 2874-2880页

作者：冯明驰金熠翟超中国科学技术大学精密机械与精密仪器系合肥230027 中国科学技术大学工程与材料科学实验中心合肥230027

为了实现应变测量系统的智能化、低成本、非接触实时检测,针对橡胶材料大应变测量的特点,研制了基于改进自动网格法的嵌入式非接触应变测量设备。以高性能达芬奇DSP芯片TMS320DM6437和CMOS图像传感器为核心构建了一套集图像采集和图像... 详细信息

为了实现应变测量系统的智能化、低成本、非接触实时检测,针对橡胶材料大应变测量的特点,研制了基于改进自动网格法的嵌入式非接触应变测量设备。以高性能达芬奇DSP芯片TMS320DM6437和CMOS图像传感器为核心构建了一套集图像采集和图像处理于一体的处理模块,并使用控制芯片S3C2440实现整体控制功能。针对传统自动网格法在嵌入式应用中的缺点进行改进,在其基础上设计了适用于嵌入式系统的新的算法,并针对DSP硬件结构特点进行了优化设计。在完整系统上对橡胶材料进行了非接触纵向拉伸试验,实验结果表明本系统能够实时准确地计算出应变结果,验证了技术方案及算法的可靠性,图像处理速度达到20帧/秒,应变的测量范围超过了100%。

关键词：应变测量图像采集 DSP 自动网格法编码匹配

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板料成形应变测量中方网格图像的亚像素匹配

应用科学学报 2010年第3期28卷 254-260页

作者：董伟超叶南张丽艳南京航空航天大学航空宇航制造工程系南京210016

针对板料成形应变测量中应用的方形网格,提出一种网格图像亚像素匹配法.采用二值化和细化等方法得到网格线条的细化图像,然后通过初、精两次定位提取网格节点的亚像素图像坐标,并建立各节点之间的拓扑关系.在已知各次拍摄时相机位置与... 详细信息

针对板料成形应变测量中应用的方形网格,提出一种网格图像亚像素匹配法.采用二值化和细化等方法得到网格线条的细化图像,然后通过初、精两次定位提取网格节点的亚像素图像坐标,并建立各节点之间的拓扑关系.在已知各次拍摄时相机位置与姿态的基础上,根据网格节点的拓扑关系和极线约束实现同名网格节点自动匹配.实验结果表明,所有匹配点对之间极线距离的平均值约为0.17像素时,匹配稳定可靠.匹配结果可作为后续应变计算的基础数据.

关键词：亚像素匹配应变测量网格图像节点提取三维重建

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高温应变栅丝蠕变对应变测量精度影响与补偿

工程科学学报 2017年第1期39卷 88-95页

作者：王文瑞王刚胡挺张佳明北京科技大学机械工程学院北京100083 北京科技大学新型飞行器技术研究中心北京100083 北京福田康明斯发动机有限公司北京102206

接触式应变测量是材料和构件高温力学行为研究的必要手段,其测量精度是高温应变测量领域关注的热点,而应变栅丝的高温蠕变性能是测量精度的主要影响因素.本文首先根据材料蠕变机理分析应变片的蠕变特性,搭建高温应变栅丝蠕变电测的系统... 详细信息

接触式应变测量是材料和构件高温力学行为研究的必要手段,其测量精度是高温应变测量领域关注的热点,而应变栅丝的高温蠕变性能是测量精度的主要影响因素.本文首先根据材料蠕变机理分析应变片的蠕变特性,搭建高温应变栅丝蠕变电测的系统,基于诺顿蠕变规律与试验的测量结果,建立应变栅丝的高温蠕变模型.论文基于应变栅丝蠕变输出有限元模型,对栅丝蠕变输出的影响因素进行研究;最后建立了高温应变蠕变补偿模型,以提高高温应变测量精度,并取得了试验验证.

关键词：高温蠕变应变片应变测量精度

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埋入光纤进行复合材料中的应变测量

复合材料学报 1999年第1期16卷 77-80页

作者：李长春陶宝祺东南大学分子与生物分子电子学开放实验室南京航空航天大学智能材料和结构研究所

由于光纤传感器所具有的特点，把光纤埋入复合材料内部进行应变测量，从而监测复合材料的性能改变，是随着智能复合材料结构的研究而发展起来的一项新技术，本文用弱波导理论的有关结果研究了光纤在受到力作用时，光纤应变和其中传输光... 详细信息

由于光纤传感器所具有的特点，把光纤埋入复合材料内部进行应变测量，从而监测复合材料的性能改变，是随着智能复合材料结构的研究而发展起来的一项新技术，本文用弱波导理论的有关结果研究了光纤在受到力作用时，光纤应变和其中传输光的位相改变之间的关系，计算了Ｃｏｒｎｉｎｇ光纤在轴向应力作用下的应变－位相灵敏度，为形成干涉型光纤传感器提供理论基础；同时给出了单向受力情况下的实验验证，分析了误差原因。

关键词：光纤应变位相关系应变测量复合材料

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纤维金属层板金属层应变测量及应力预测方法

北京航空航天大学学报 2018年第1期44卷 142-150页

作者：孟维迎谢里阳胡杰鑫吕骁秦波王博文东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819 东北大学航空动力学装备振动及控制教育部重点实验室沈阳110819 上海微创医疗器械(集团)有限公司上海201203

纤维金属层板作为一种新型复合材料,已开始应用于航空航天领域。脱离传统应变测量方法,应用一种新测量方法——数字化光学应变法,实现了层板中金属层应变的测量;同时以子层刚度理论获得层板的等效刚度矩阵,修正经典层板理论中整体刚度... 详细信息

纤维金属层板作为一种新型复合材料,已开始应用于航空航天领域。脱离传统应变测量方法,应用一种新测量方法——数字化光学应变法,实现了层板中金属层应变的测量;同时以子层刚度理论获得层板的等效刚度矩阵,修正经典层板理论中整体刚度矩阵的求解方法,实现了金属层应力的更准确预测。以纤维增强铝锂合金2/1及3/2层板为例,使用光学应变法测量其金属层应变进而计算金属层应力,利用有限元仿真分析、经典层板理论及修正方法分别对其进行金属层应力预测。通过对比光学应变测量结果和有限元仿真结果,2/1及3/2层板光学应变测量结果与仿真结果最大误差分别为2.12%和3.68%,验证了新测量方法的准确性及实用性;通过对比光学应变测量结果和层板理论预测结果,2/1及3/2层板模型修正后结果比修正前准确率分别提升了2.91%和5.83%,验证了修正模型的有效性及先进性。

关键词：纤维金属层板应变测量应力预测等效刚度经典层板理论

压杆/试样表面接触变形对SHPB实验应变测量的影响

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爆炸与冲击 2009年第6期29卷 573-578页

作者：张祖根李英雷李英华陈熙盟兰州大学核科学与技术学院甘肃兰州730000 中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理国防科技重点实验室四川绵阳621900

采用SHPB(split Hopkinson pressure bar)实验技术测量了3种不同尺寸纯铁试样的动态压缩应力应变关系,根据实验结果提出一个经验模型,定量分析了SHPB实验中压杆/试样表面接触变形对应变测量的影响。分析表明,在轴向应力平衡条件下,表面... 详细信息

采用SHPB(split Hopkinson pressure bar)实验技术测量了3种不同尺寸纯铁试样的动态压缩应力应变关系,根据实验结果提出一个经验模型,定量分析了SHPB实验中压杆/试样表面接触变形对应变测量的影响。分析表明,在轴向应力平衡条件下,表面的接触变形对弹性段的应变测量影响显著;对塑性段应变测量的影响与试样的强化模量和长度相关,当试样强化模量较大而长度较小时,这种影响将不可忽略,可根据影响量的经验分析模型对应变进行修正。

关键词：固体力学应变修正 SHPB 接触变形应变测量

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相衬光学相干弹性成像的超分辨应变测量

光学精密工程 2024年第12期32卷 1812-1823页

作者：张展华曹鑫詹伟浩董博谢胜利白玉磊广东工业大学自动化学院广东广州510006

相衬光学相干弹性成像的相位分辨率受限于系统的光源带宽,导致层析应变成像质量低。这严重制约了相衬光学相干弹性成像的实际应用与发展。为此,本文提出一种基于数据驱动的超分辨应变测量方法,以解决相位分辨率受限下的应变重构困难问... 详细信息

相衬光学相干弹性成像的相位分辨率受限于系统的光源带宽,导致层析应变成像质量低。这严重制约了相衬光学相干弹性成像的实际应用与发展。为此,本文提出一种基于数据驱动的超分辨应变测量方法,以解决相位分辨率受限下的应变重构困难问题。首先,根据相衬光学相干弹性成像原理,搭建了层析应变测量模型,用于获取网络训练所需的数据集,解决实际测量过程中超分辨应变标签难以获取的问题。其次,构建深度卷积神经网络,通过带有层析分辨率受限特点的数据驱动方式,让网络学习低分辨相位与高分辨应变之间的映射关系,从而实现相衬光学相干弹性成像的超分辨应变测量。最后,采用数值验证和压缩变形加载实验对本文方法的性能进行验证。实验结果表明本文方法在窄带宽输出下能重构出宽带宽的应变测量效果,并且其信噪比相比于矢量方法和传统应变计算深度神经网络,分别提高了18.4 dB和1.45 dB。本文方法可以突破系统光源的带宽限制,在低分辨相位输入条件下实现超分辨应变测量,从而加快相衬光学相干弹性成像在力学性能表征、内部早期损伤探测等方面的应用前景。

关键词：光学弹性成像相衬技术应变测量深度神经网络超分辨重构

基于数字相关法初始值优化的微悬臂梁弯曲变形与应变测量方法

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上海交通大学学报 2014年第5期48卷 693-701页

作者：刘洪涛梁振宁胡文莫锦秋王石刚上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

提出了一种基于数字相关法初始值优化的微悬臂梁弯曲变形与应变测量方法.基于放大的微悬臂梁表面的纹理特征,在尺度空间内进行特征点的测量与匹配,在特征点处进行高阶的数字相关法计算以得到变形参数;将特征点处的变形参数进行二维插值... 详细信息

提出了一种基于数字相关法初始值优化的微悬臂梁弯曲变形与应变测量方法.基于放大的微悬臂梁表面的纹理特征,在尺度空间内进行特征点的测量与匹配,在特征点处进行高阶的数字相关法计算以得到变形参数;将特征点处的变形参数进行二维插值运算以得到任意像素点处变形参数的初始值;采用牛顿拉普森迭代方法计算在特定网格点处的变形参数,进而得到网格点处的位移和应变.通过仿真变形图像的计算结果来确定数字相关法的设定参数,对实际的微悬臂梁变形图像进行应变场计算,并与有限元法的计算结果进行比较,以验证所提出方法的有效性.

关键词：微悬臂梁特征点匹配数字相关法初始值优化应变测量