结合近景测量与ANSYS反演的试件压缩实验方法研究

发布时间：2017-12-14 23:22

  本文关键词：结合近景测量与ANSYS反演的试件压缩实验方法研究

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【摘要】：随着科技的不断发展,人们对高精度变形测量的要求也随之提高。传统的测量方法已经无法满足这种要求。作为测量理论和计算机技术交叉出现的成果,数字近景测量技术的出现,为高精度的变形测量提供了一个可行的手段。数字近景测量技术是-种基于光学技术的非接触式、非破坏测量方法,已有将近二百年的发展历史,尤其在近几十年发展迅速。二维数字近景测量技术经过不断发展趋于成熟,已被广泛地应用于科学研究和工程建设中,例如建筑业、生物学、汽车行业、航空航天业、灾害评估、化学、考古学等。目前,三维近景测量技术的基本理论与应用研究倍受关注。数字近景测量中须使用一台或多台摄像机或数码相机对测量对象进行数字图像采集,之后将获取的数字图像用相关软件进行处理,从而得到被测对象的高精度变形数据。采用该方法测量时,可获取被测物体的三维变形数据,即比较变形前后的观测点的空间坐标差异获得被测物的变形。与传统变形测量方法相比,该方法易于实施效且精度更高。 为了获得试件材料的压缩性能,在材料力学实验中,试件被置于万能试验机的承压板之间,然后进行加载,并观察试件沿压缩方向的变形,从而得到材料的压缩性能参数。由于承压板与试件之间存在接触摩擦,因此试件往往被压缩后呈鼓状,即试件上、下表面受承压板的摩擦力作用无法像试件中部自由膨胀(正泊松比时)。因此,通过这种方式获得的试件材料的压缩性能不够准确。 本文根据近景测量技术基本理论,结合结构有限元分析软件,对橡胶试件压缩弹性参数进行了变形-测量-反演研究。本文的主要工作如下： 第一,列举结构中材料破坏,总结传统变形研究方法研究进展及法优缺点。 第二,总结了近景测量技术的发展历程,简要介绍了自20世纪70年代后期以来近景测量(即摄影测量和三维激光扫描测量)的理论与应用。 第三,将近景测量手段引入材料力学实验,用于测量试件的变形。给出了二维近景测量技术获得试件变形的力学实验流程。 第四,本文利用数字近景测量技术结合有限元软件ANSYS对试件压缩变形过程进行数值反演,从而修正这些压缩弹性参数。 研究中,以Canon700D为摄像工具,对万能试验机加载前后的橡胶试件进行图像采集,获得变形前后的二维图像；用AutoCAD提取数字图像中试件表面标记点的二维坐标；使用等参数变换给出所需点的位移；提取试验机保存的荷载-变形曲线；利用荷载-变形曲线获得试件的材料弹性参数,即弹性模量和泊松比；利用ANSYS进行试件的变形反演分析,从而实现修正试验机获取的弹性参数。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TV41;P234.1

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本文编号：1289736