基于数字图像相关法的焊接结构变形测量及应力状态预警模型研究
发布时间：2021-03-02 13:16
在工程机械、轨道交通、汽车制造、航空航天等领域均涉及复杂焊接结构的应用,为了实现制造过程中焊接变形的有效控制或避免服役条件下因载荷作用而引起变形失效破坏,可靠监测制造或服役过程中的焊接变形是评估焊接结构质量和安全性的重要手段。因此,本文以焊接结构变形（焊接过程中的变形和焊后外部载荷作用下的变形）作为研究对象,采用数字图像相关方法对其变形进行测量研究,并基于焊接结构变形测量数据进一步开展了焊接结构件应力状态预警模型研究;并据应力分布状态数据提出合理评价焊缝安全状态的判据,为避免焊缝安全应力状态误预警和危险状态未预警等情况发生提供理论和方法支撑。本文主要研究内容及结果如下:（1）分别建立TIG平板对接焊接、高温散斑制作、拉伸变形测量及焊接变形测量的试验系统,实现了传统散斑和激光预制散斑图像的高质量可靠获取,为基于数字图像相关法的焊接变形测量提供了原始数据支撑。（2）提出改进型Harris角点检测算法,研究了摄像机的可靠标定,分析了其测量误差精度。在双目视觉参数求解理论基础上,采用改进的Harris角点检测算法,得到准确的角点提取结果;通过对角点的整像素坐标进行修正,得到了更精确的亚像素坐标...
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
测量点分布
应变计法测量焊接结构变形
荒?得到全场的焊接变形数据，这样就无法获得整个焊接结构的热影响区的应变分布，无法对焊接结构变形及控制进行深入研究。（a）焊缝纵向变形测量（b）焊缝横向变形测量图1.2应变计法测量焊接结构变形超声波法测量焊接结构变形是针对于大型焊接结构和昂贵的工件进行无损测量的一种方法，1953年Hughes等人[22]提出了声弹性理论，之后马子奇等人[23]用超声波法测量了高速列车底架焊接变形，在声弹性方程基础上，提出了单轴应力作用下的临界折射纵波的位移差应力测量原理，其超声波法测量焊接变形原理示意图如图1.3所示，对超声波在材料中的应力和传播速度进行了数学方法描述，该理论经过科研工作者不断的完善形成了一套测量焊接变形的体系[24]。超声波法测量焊接变形有无损、快速、实时的优点，但由于在测量过程中只考虑试件发生弹性变形，而且也忽略了焊接过程中产生的塑性变形和焊缝的非均匀性以及焊接材料的各向异性等因素的影响，导致测量结果的准确性不高[25]。图1.3超声波法测量焊接变形原理示意图在非接触测量中，光学测量方法是使用最为普遍且具有明显优势的一种方法，主要有云纹法、干涉法、三维激光扫描法、数字图像相关法等。云纹法是用干涉产生云纹图来测量物体的变形，可以分为面内云纹法和影像云纹法，在材料大变
【参考文献】：
期刊论文
[1]双相钢激光焊焊接接头非均匀变形及损伤研究[J]. 郭建超,王承辉,罗曼,韦春华,严伟林. 热加工工艺. 2019(13)
[2]基于轴向应力监测数据的管道应力状态预警模型[J]. 刘玉卿,余志峰,佟雷,齐万鹏. 石油机械. 2018(06)
[3]一种对薄板焊接全场变形的图像测量方法[J]. 龚春园,梁晋,温广瑞,千勃兴. 中南大学学报(自然科学版). 2017(11)
[4]基于形状识别的X型棋盘格角点检测[J]. 邓颖娜. 测控技术. 2016(06)
[5]张氏标定法在双目视觉脉搏测量系统中的应用[J]. 林冬梅,张爱华,王平,马永强,杨力铭,刘宗福. 兰州理工大学学报. 2016(02)
[6]船体结构T型接头焊接变形预测及控制研究[J]. 向祖权,刘彬,陈文涛,刘春雨,杜洪文. 船舶工程. 2016(03)
[7]基于凸松弛优化算法的相机内外参数标定[J]. 柯丰恺,陈幼平,谢经明,张代林. 中国机械工程. 2016(05)
[8]相机标定精度外界影响因素仿真及实验研究[J]. 陈晓燕,董志国,轧刚,刘建成. 太原理工大学学报. 2016(01)
[9]基于消失点约束的多相机标定方法[J]. 张超,杨华民,韩成,杨帆. 光子学报. 2016(05)
[10]摄像机畸变模型的比较与选择[J]. 李晓明,姚剑,张继福. 计算机辅助设计与图形学学报. 2015(05)
博士论文
[1]应变光学测量关键技术及在特种设备监测的应用[D]. 陈光.北京交通大学 2018
[2]数字图像相关技术中散斑质量评价标准的研究[D]. 苏勇.中国科学技术大学 2016
[3]复杂应力状态下焊接接头的疲劳寿命预测方法研究[D]. 高会英.电子科技大学 2016
[4]非全局Lipschitz条件下随机微分方程数值方法的强收敛性和稳定性[D]. 岳超.华中科技大学 2015
[5]数字散斑相关方法及其在工程测试中的应用研究[D]. 赵健.北京林业大学 2014
[6]304不锈钢阀体多向温挤压成形研究[D]. 程眉.中北大学 2013
[7]金属焊接残余应力的激光超声无损检测研究[D]. 董利明.南京理工大学 2012
[8]大型结构焊接变形数值模拟的研究与应用[D]. 蔡志鹏.清华大学 2001
硕士论文
[1]三维数字图像相关法中散斑质量评价和立体匹配技术研究[D]. 冯益春.上海师范大学 2019
[2]基于数字图像相关法的焊接高温应变在线测量及熔池图像分析[D]. 周雪.上海交通大学 2018
[3]基于三维数字图像相关的立体视觉光测系统研究[D]. 谢军昱.浙江工业大学 2016
[4]3D视线跟踪系统中的非线性方程组算法与鲁棒性分析[D]. 张宝玉.西安电子科技大学 2015
[5]激光干涉法测量压电材料纵向应变常数的研究[D]. 吴洪.北京化工大学 2015
[6]基于FPGA的三维位移测量方法及钢绞线应变测量[D]. 张芳旭.大连理工大学 2015
[7]面向三维检测的相机标定方法研究[D]. 周丽凤.华中科技大学 2015
[8]基于监测数据的机械设备剩余寿命预测研究[D]. 李超.大连理工大学 2014
[9]双目视觉测量的数字散斑相关匹配方法研究[D]. 方明磊.吉林大学 2014
[10]基于双目视觉的障碍物检测研究[D]. 李权.南京农业大学 2014
本文编号：3059327
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
测量点分布
应变计法测量焊接结构变形
荒?得到全场的焊接变形数据，这样就无法获得整个焊接结构的热影响区的应变分布，无法对焊接结构变形及控制进行深入研究。（a）焊缝纵向变形测量（b）焊缝横向变形测量图1.2应变计法测量焊接结构变形超声波法测量焊接结构变形是针对于大型焊接结构和昂贵的工件进行无损测量的一种方法，1953年Hughes等人[22]提出了声弹性理论，之后马子奇等人[23]用超声波法测量了高速列车底架焊接变形，在声弹性方程基础上，提出了单轴应力作用下的临界折射纵波的位移差应力测量原理，其超声波法测量焊接变形原理示意图如图1.3所示，对超声波在材料中的应力和传播速度进行了数学方法描述，该理论经过科研工作者不断的完善形成了一套测量焊接变形的体系[24]。超声波法测量焊接变形有无损、快速、实时的优点，但由于在测量过程中只考虑试件发生弹性变形，而且也忽略了焊接过程中产生的塑性变形和焊缝的非均匀性以及焊接材料的各向异性等因素的影响，导致测量结果的准确性不高[25]。图1.3超声波法测量焊接变形原理示意图在非接触测量中，光学测量方法是使用最为普遍且具有明显优势的一种方法，主要有云纹法、干涉法、三维激光扫描法、数字图像相关法等。云纹法是用干涉产生云纹图来测量物体的变形，可以分为面内云纹法和影像云纹法，在材料大变
【参考文献】：
期刊论文
[1]双相钢激光焊焊接接头非均匀变形及损伤研究[J]. 郭建超,王承辉,罗曼,韦春华,严伟林. 热加工工艺. 2019(13)
[2]基于轴向应力监测数据的管道应力状态预警模型[J]. 刘玉卿,余志峰,佟雷,齐万鹏. 石油机械. 2018(06)
[3]一种对薄板焊接全场变形的图像测量方法[J]. 龚春园,梁晋,温广瑞,千勃兴. 中南大学学报(自然科学版). 2017(11)
[4]基于形状识别的X型棋盘格角点检测[J]. 邓颖娜. 测控技术. 2016(06)
[5]张氏标定法在双目视觉脉搏测量系统中的应用[J]. 林冬梅,张爱华,王平,马永强,杨力铭,刘宗福. 兰州理工大学学报. 2016(02)
[6]船体结构T型接头焊接变形预测及控制研究[J]. 向祖权,刘彬,陈文涛,刘春雨,杜洪文. 船舶工程. 2016(03)
[7]基于凸松弛优化算法的相机内外参数标定[J]. 柯丰恺,陈幼平,谢经明,张代林. 中国机械工程. 2016(05)
[8]相机标定精度外界影响因素仿真及实验研究[J]. 陈晓燕,董志国,轧刚,刘建成. 太原理工大学学报. 2016(01)
[9]基于消失点约束的多相机标定方法[J]. 张超,杨华民,韩成,杨帆. 光子学报. 2016(05)
[10]摄像机畸变模型的比较与选择[J]. 李晓明,姚剑,张继福. 计算机辅助设计与图形学学报. 2015(05)
博士论文
[1]应变光学测量关键技术及在特种设备监测的应用[D]. 陈光.北京交通大学 2018
[2]数字图像相关技术中散斑质量评价标准的研究[D]. 苏勇.中国科学技术大学 2016
[3]复杂应力状态下焊接接头的疲劳寿命预测方法研究[D]. 高会英.电子科技大学 2016
[4]非全局Lipschitz条件下随机微分方程数值方法的强收敛性和稳定性[D]. 岳超.华中科技大学 2015
[5]数字散斑相关方法及其在工程测试中的应用研究[D]. 赵健.北京林业大学 2014
[6]304不锈钢阀体多向温挤压成形研究[D]. 程眉.中北大学 2013
[7]金属焊接残余应力的激光超声无损检测研究[D]. 董利明.南京理工大学 2012
[8]大型结构焊接变形数值模拟的研究与应用[D]. 蔡志鹏.清华大学 2001
硕士论文
[1]三维数字图像相关法中散斑质量评价和立体匹配技术研究[D]. 冯益春.上海师范大学 2019
[2]基于数字图像相关法的焊接高温应变在线测量及熔池图像分析[D]. 周雪.上海交通大学 2018
[3]基于三维数字图像相关的立体视觉光测系统研究[D]. 谢军昱.浙江工业大学 2016
[4]3D视线跟踪系统中的非线性方程组算法与鲁棒性分析[D]. 张宝玉.西安电子科技大学 2015
[5]激光干涉法测量压电材料纵向应变常数的研究[D]. 吴洪.北京化工大学 2015
[6]基于FPGA的三维位移测量方法及钢绞线应变测量[D]. 张芳旭.大连理工大学 2015
[7]面向三维检测的相机标定方法研究[D]. 周丽凤.华中科技大学 2015
[8]基于监测数据的机械设备剩余寿命预测研究[D]. 李超.大连理工大学 2014
[9]双目视觉测量的数字散斑相关匹配方法研究[D]. 方明磊.吉林大学 2014
[10]基于双目视觉的障碍物检测研究[D]. 李权.南京农业大学 2014
本文编号：3059327
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jinshugongy/3059327.html
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