基于数字图像处理的复材构件变形测量研究
发布时间：2022-09-16 22:14
碳纤维复合材料（CFRP）因其优异的力学性能而被应用于各领域当中,对于汽车领域而言,可以实现汽车的轻量化,从而降低油耗。但CFRP要应用于汽车上必须具备优异的承载性能,且承载过程中变形不能过大,过大会导致其与金属材料的连接部位发生失效,所以准确把握CFRP在各工况下的变形情况就显得尤为重要。目前对于结构的变形测量主要分为接触性测量和非接触性测量,接触性测量对环境要求较高,而且需要与被测件表面接触,这就在一定程度上对测量结果造成误差,并且不能测得整个结构的全场变形情况。而数字图像处理作为一种非接触性的测量方法,因其测量精度高、能够测得全场位移和应变而受到越来越多的关注,而且不需要在待测件表面布置复杂的线路和传感器,从而提高了测量效率。数字图像处理通过对相机采集到的试件变形前后的散斑图进行匹配,找到每个像素点变形后的点的位置,进而计算待测件表面的位移场和应变场,得出待测件的变形信息,本文的主要工作如下:（1）基于数字图像相关方法的原理对各类表征变形前后图像子区相关程度的相关函数进行比较,确定选用单峰性较好的归一化协方差相关系数来进行图像子区匹配程度的度量,并对图像的预处理方式进行了介绍,发...
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 引言
1.1 研究背景及意义
1.2 数字图像处理方法的国内外研究进展
1.2.1 国外研究进展
1.2.2 国内研究进展
1.3 论文研究的主要内容
2 数字图像相关方法原理
2.1 引言
2.2 数字图像相关测量系统和原理
2.2.1 数字图像相关测量系统
2.2.2 二维数字图像相关方法原理
2.3 图像预处理
2.3.1 图像灰度化
2.3.2 图像滤波
2.4 相关系数的选取
2.5 模拟散斑图
2.6 本章小结
3 DIC算法的实现
3.1 引言
3.2 整像素搜索
3.2.1 逐点搜索法
3.2.2 隔点搜索法
3.2.3 三步搜索法
3.2.4 优化的三步搜索法
3.3 亚像素插值方法
3.3.1 二次曲面拟合法
3.3.2 梯度法
3.3.3 二次曲面拟合法与梯度法的对比
3.4 不同因素对二次曲面拟合法的影响
3.4.1 计算子区大小
3.4.2 散斑尺寸
3.4.3 散斑数量
3.4.4 图像滤波
3.5 像素位移与实际位移的转换
3.6 本章小结
4 DIC系统开发与应用验证
4.1 引言
4.2 位移场转变为应变场
4.3 不同变形情况下的应变测量
4.3.1 纯刚体位移模拟散斑图处理
4.3.2 小变形模拟散斑图处理
4.3.3 大变形模拟散斑图处理
4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]碳纤维复合材料在现代汽车工业领域的应用[J]. 张宇,张丽丽. 纤维复合材料. 2019(03)
[2]基于局部位移场最小二乘拟合数字图像相关方法的剪切带应变测量[J]. 王学滨,侯文腾,董伟,杨梅,曹思雯. 计量学报. 2019(04)
[3]数字图像相关法变形测量系统的研究与应用[J]. 孙轩,王雅萍,王博怀. 机械设计与制造. 2019(03)
[4]基于数字图像相关的力学测试系统设计与应用[J]. 徐少波,顾国庆,于小娟,邱成春,高红,顾鑫. 盐城工学院学报(自然科学版). 2018(04)
[5]汽车轻量化进程中碳纤维复合材料（CFRP）技术应用现状[J]. 冶存良,李红娟. 时代汽车. 2018(11)
[6]改进的数字图像应变测量方法[J]. 张樟,徐飞鸿. 北华航天工业学院学报. 2017(04)
[7]基于贝叶斯模型和数字图像相关的视觉测量[J]. 谢军昱,许杨剑,王效贵. 激光技术. 2016(06)
[8]电测法在材料力学实验中的应用[J]. 邱志华. 广东建材. 2016(04)
[9]浅谈汽车节能减排的措施[J]. 王军. 科技展望. 2015(34)
[10]数字散斑相关法在变形测量中的应用[J]. 陈志新,梁晋,郭成. 光学精密工程. 2011(07)
硕士论文
[1]基于DIC的面内位移高精度测量方法研究[D]. 刘润棋.广州大学 2019
[2]基于数字图像相关方法的面内位移测量的研究与应用[D]. 舒逢春.郑州大学 2017
[3]基于散斑数字图像相关的平面全场应变测量方法及应用[D]. 周晓峰.华南理工大学 2012
[4]数字图像相关方法及其应用研究[D]. 吴太广.长沙理工大学 2010
本文编号：3678996
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 引言
1.1 研究背景及意义
1.2 数字图像处理方法的国内外研究进展
1.2.1 国外研究进展
1.2.2 国内研究进展
1.3 论文研究的主要内容
2 数字图像相关方法原理
2.1 引言
2.2 数字图像相关测量系统和原理
2.2.1 数字图像相关测量系统
2.2.2 二维数字图像相关方法原理
2.3 图像预处理
2.3.1 图像灰度化
2.3.2 图像滤波
2.4 相关系数的选取
2.5 模拟散斑图
2.6 本章小结
3 DIC算法的实现
3.1 引言
3.2 整像素搜索
3.2.1 逐点搜索法
3.2.2 隔点搜索法
3.2.3 三步搜索法
3.2.4 优化的三步搜索法
3.3 亚像素插值方法
3.3.1 二次曲面拟合法
3.3.2 梯度法
3.3.3 二次曲面拟合法与梯度法的对比
3.4 不同因素对二次曲面拟合法的影响
3.4.1 计算子区大小
3.4.2 散斑尺寸
3.4.3 散斑数量
3.4.4 图像滤波
3.5 像素位移与实际位移的转换
3.6 本章小结
4 DIC系统开发与应用验证
4.1 引言
4.2 位移场转变为应变场
4.3 不同变形情况下的应变测量
4.3.1 纯刚体位移模拟散斑图处理
4.3.2 小变形模拟散斑图处理
4.3.3 大变形模拟散斑图处理
4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]碳纤维复合材料在现代汽车工业领域的应用[J]. 张宇,张丽丽. 纤维复合材料. 2019(03)
[2]基于局部位移场最小二乘拟合数字图像相关方法的剪切带应变测量[J]. 王学滨,侯文腾,董伟,杨梅,曹思雯. 计量学报. 2019(04)
[3]数字图像相关法变形测量系统的研究与应用[J]. 孙轩,王雅萍,王博怀. 机械设计与制造. 2019(03)
[4]基于数字图像相关的力学测试系统设计与应用[J]. 徐少波,顾国庆,于小娟,邱成春,高红,顾鑫. 盐城工学院学报(自然科学版). 2018(04)
[5]汽车轻量化进程中碳纤维复合材料（CFRP）技术应用现状[J]. 冶存良,李红娟. 时代汽车. 2018(11)
[6]改进的数字图像应变测量方法[J]. 张樟,徐飞鸿. 北华航天工业学院学报. 2017(04)
[7]基于贝叶斯模型和数字图像相关的视觉测量[J]. 谢军昱,许杨剑,王效贵. 激光技术. 2016(06)
[8]电测法在材料力学实验中的应用[J]. 邱志华. 广东建材. 2016(04)
[9]浅谈汽车节能减排的措施[J]. 王军. 科技展望. 2015(34)
[10]数字散斑相关法在变形测量中的应用[J]. 陈志新,梁晋,郭成. 光学精密工程. 2011(07)
硕士论文
[1]基于DIC的面内位移高精度测量方法研究[D]. 刘润棋.广州大学 2019
[2]基于数字图像相关方法的面内位移测量的研究与应用[D]. 舒逢春.郑州大学 2017
[3]基于散斑数字图像相关的平面全场应变测量方法及应用[D]. 周晓峰.华南理工大学 2012
[4]数字图像相关方法及其应用研究[D]. 吴太广.长沙理工大学 2010
本文编号：3678996
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