数字近景摄影测量在钢桁架节点试验中的研究与应用

发布时间：2020-04-18 01:52

【摘要】：在钢桁架节点的试验中,传统方法均采用位移计对试验体的位移进行测量,且钢桁架节点的位移测量一般包括节点各杆件的位移、杆件转角及节点整体的位移,需要数量较多的位移计且布置复杂、准备时间较长。本文采用数字近景摄影测量技术对进行静载试验的钢桁架节点进行全场变形测量的研究与应用,数字近景摄影测量为非接触测量、数据采集方便、操作简单。本文通过分析数字近景摄影测量的基本理论,研究数码相机检校的各种方法,最终选取室内检校板的检校方法对试验所用数码相机进行内方位元素及镜头光学畸变差的检校。通过研究发现基于数码相机的数字近景摄影测量需要布设人工标志,本文结合实际拍摄环境、拍摄钢桁架节点的特点及试验拍摄要求,通过研究选取了合适的人工标志进行布设,以保证或提高拍摄精度、识别目标物特征。按照钢桁架节点的变形测量要求及拍摄环境设计拍摄方案,按照拍摄方案获取钢桁架节点的数字图像。对获取图像进行筛选之后进行图像预处理,对图像进行降噪处理,增强图像对比度使图像特征更加明显。将经过降噪处理的图像导入测量软件Photo Modeler Scanner对图像进行处理,得到钢桁架节点各杆件的位移变化及转角变化,从而得到钢桁架节点的全场变形。通过与位移计测量结果及有限元分析结果对比证明该测试方法具有一定的准确性,说明数字近景摄影测量技术在钢桁架节点试验测量中的良好适用性,并且通过研究分析该测量方法可以很好的满足该试验的精度要求。为钢桁架节点试验的位移测量提供了一种新方法和新思路。
【图文】：

钢管结构,大型空间

(c)成都双流机场新航站楼 (d)长沙贺龙体育场图 1-1 大型空间钢管结构Fig.1-1 Large space steel pipe structure长期以来，学者专家们一直在对节点受力性能进行研究，研究方法包含试验研究和理论分析研究[10-11]。其中，试验研究包括静力试验研究和拟静力试验研究，在管节点的理论分析研究中可采用 ANSYS、ABAQUS、MARC 等大型非线性有限元软件。试验研究和理论研究是相互作用的，试验验证理论，理论指导试验，故有限元分析与试验研究相结合是我们现在研究的主要方法。通过总结研究发现在节点试验研究中通常都是利用位移计来测量节点各杆件的位移及其变形情况，但位移计安装比较复杂准备过程费时费力且测量点比较有限。而数字近景摄影测量为非接触性测量，准备过程简便，操作简单，利用普通数码相机就可进行测量且可以测量试件的全场变形，近些年数字近景摄影测量技术飞速发展，应用越来越广泛[12]，利用其进行节点的变形测量成为必然趋势。本文将数字近景摄影测量技术应用于钢桁架节点试验研究的变形测量中，在满足测量精度的前提下方便、高效的测量。

模型图,针孔成像,模型,目标物体

2 章基于普通数码相机的近景摄影测量原成像几何模型模型是相机物理成像过程的数学表达。机的针孔成像模型学物理成像过程为基础，提出了一种理想的相机成pin-hole model）[54]。原理就是目标物体各部位所小孔抵达感光材料，无数个光点就组成了目标物体所示。
【学位授予单位】：河北工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU391;P234.1

【参考文献】