基于数字图像相关法的应变测量研究

发布时间：2017-04-29 18:06

  本文关键词：基于数字图像相关法的应变测量研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：数字图像相关法是通过相关准则函数计算变形前后图像的位移等信息。由于其具有操作方便、精度高、设备仪器简单、全场测量等优点，在近些年得到了长足的发展与应用，特别是在应变的测量中。探索提高数字图像相关法计算精度的方法一直是研究工作者的研究热点。 本文通过改进数字图像相关法的算法，在进行二次曲面拟合前，将最大相关系数控制在更狭小的区域内，再进行二次曲面拟合运算提高理论计算精度。在程序实现过程中优化插值运算方法，提高计算效率，节约计算时间。利用可以理论精确控制位移量的模拟散斑图验证了改进后数字图像相关法的理论计算精度为10-3像素，，比改进前提高了一个数量级。分析引起理论计算误差的主要影响因素，提出在实际运用中应当选用的参数值范围，在保证计算精度的同时最大程度地节约计算时间。同时，本文还通过对模拟散斑图进行添加噪声处理，分析噪声对数字图像相关法计算结果的干扰，指出较大的噪声会严重降低计算结果的精度和计算稳定性。 本文最后通过无应力条件、单向拉应力条件、复杂应力条件三个不同条件下的实验验证了数字图像相关法的具体适用性，及算法改进前后数字图像相关法的计算结果，从实践的角度分析了改进后数字图像相关法的优点，它具有更高的计算精度和计算稳定性，计算区域方差小。文中还提出相关的优化方法，结合具体的实验，通过不同的方法降低计算误差，提高计算精度，更大程度的满足实际测量要求。
【关键词】：数字图像相关法 模拟散斑 子区大小 插值方法 残余应变
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TG806;TP391.41
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-19
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 盲孔法测量残余应力简述10-14
• 1.3 数字图像相关法研究现状14-17
• 1.4 本文内容17-19
• 第二章 数字图像相关法原理19-31
• 2.1 变形模型理论19-22
• 2.2 数字图像相关法假设条件22-24
• 2.3 常用插值方法24-28
• 2.3.1 最邻近元法25
• 2.3.2 双线性内插法25-26
• 2.3.3 双三次内插法26-28
• 2.4 常用的相关准则函数28-30
• 2.5 本章小结30-31
• 第三章 程序实现及算法改进31-41
• 3.1 数字图像相关法程序实现31-34
• 3.2 平面平滑处理求取应变34-37
• 3.3 数字图像相关法算法改进37-38
• 3.4 插值运算过程优化38-40
• 3.5 本章小结40-41
• 第四章 模拟散斑图分析 DIC 理论误差41-59
• 4.1 模拟散斑图的生成41-43
• 4.2 计算结果分析43-46
• 4.3 理论误差影响因素46-58
• 4.3.1 子区大小的影响46-49
• 4.3.2 放大倍数的影响49-51
• 4.3.3 插值方法的影响51-52
• 4.3.4 加噪声的影响52-58
• 4.4 本章小结58-59
• 第五章 实验验证59-82
• 5.1 无应力条件下实验验证59-63
• 5.1.1 实验材料和设备59-60
• 5.1.2 结果分析60-63
• 5.2 单向应力条件下实验验证63-76
• 5.2.1 大载荷实验63-70
• 5.2.2 小载荷实验70-76
• 5.3 复杂应力条件下实验验证76-81
• 5.3.1 实验材料和设备76-79
• 5.3.2 结果分析79-81
• 5.4 本章小结81-82
• 第六章 全文总结82-84
• 参考文献84-89
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文89-90
• 致谢90-92

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