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数字图像相关法测量金属薄板焊接的全场变形
  • ISSN号:1004-924X
  • 期刊名称:光学精密工程
  • 时间:0
  • 页码:1636-1644
  • 分类:TG404[金属学及工艺—焊接] TP391.4[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]西安交通大学机械工程学院,陕西西安710049
  • 相关基金:基金项目:国家自然科学基金资助项目(No.50975219;No.50975221)
  • 相关项目:大型飞机风洞试验的三维视频动态变形测量方法和实验研究
中文摘要:

提出了一种基于数字图像相关法和双目视觉技术的全场三维变形测量方法来测量金属薄板焊接过程中的高温变形。首先,提出一种基于种子点的高精度图像匹配算法求解相关匹配非线性优化初值。然后,介绍了三维坐标重建以及三维位移、三维应变的求解算法。最后,借助于VC++6.0开发环境,研制了用于薄板焊接全场变形测量的实验系统。为验证本文方法在材料力学性能实验方面的可行性,利用标准材料试验机和自主研制的图像采集装置设计了钢试件的标准拉伸实验,并采用Q235板材件进行了焊接变形测量实验。实验表明:本文方法的应变测量精度为0.5%,与引伸计的测量结果基本相当;与传统的测量方法相比,提出的方法可以更全面、更直观地测量金属薄板在整个焊接过程中的三维位移场和应变场,并且测得的3个方向的位移变化曲线过渡自然、数据合理,是研究焊接变形规律的有效手段。

英文摘要:

A new three-dimensional deformation measurement method was proposed based on digital image correlation and binocular stereovision to measure the full-field deformation in metal sheet welding processes. Firstly, an algorithm based on a seed point was proposed to provide a reliable initial value for the least-square nonlinear optimization in the correlation matching. Then, the algorithms for three-dimensional coordinate reconstruction, three-dimensional displacement and the strain calculation were discussed separately. Finally, based on these algorithms and the VC++6.0 platform, a welding deformation measurement system was developed for the full-field deformation of metal sheet welding. With self-developed image acquisition devices and a standard material testing machine, a steel standard tensile test and a welding deformation measurement test were conducted to validate the performance of proposed mthod. Experimental results demonstrate that the accuracy of strain measurement is not lower than 0.5%, which is very close to that of a extensometer and the measured 3-D displacement time history is reasonable. It concludes that the proposed method can satisfy the requirements of noncontact, higher precision, and it is a more intuitive way for full-field deformation measurement during metal sheet welding processes.

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期刊信息
  • 《光学精密工程》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国仪器仪表学会
  • 主编:曹健林
  • 地址:长春市东南湖大路3888号
  • 邮编:130033
  • 邮箱:gxjmgc@sina.com;gxjmgc@ciomp.ac.cn
  • 电话:0431-86176855 84613409传
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-924X
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1198/TH
  • 邮发代号:12-166
  • 获奖情况:
  • 三次获得“百种中国杰出学术期刊”,2006年获得中国科协择优支持基金,2007年获“吉林省新闻出版精品期刊奖”,2008年获“中国精品科技期刊”,2012年《光学精密工程》看在的3篇论文获得中国百...,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:22699