[發(fā)明專利]一種基于長方形子區(qū)的應變局部化帶應變的光學測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710363658.2
• 申請日: 2017-05-22
• 公開（公告）號: CN107144230B
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發(fā)明（設計）人: 王學濱;侯文騰;董偉;李順利;曹思雯
• 申請（專利權）人: 遼寧工程技術大學
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 沈陽東大知識產(chǎn)權代理有限公司 21109
• 代理人: 胡曉男

1.一種基于長方形子區(qū)的應變局部化帶應變的光學測量方法，包括：

步驟1、采集受載過程中物體一個表面的圖像；

步驟2、建立以水平方向為X軸，向右為正，以垂直方向為Y軸，向下為正，以圖像的左上角為坐標原點O的直角坐標系XOY，利用數(shù)字圖像相關方法，獲得圖像上各測點的位移和應變；

其特征在于，還包括：

步驟3、根據(jù)應變場中應變局部化帶的分布規(guī)律，在應變場的多條應變局部化帶中選擇任意一條待測應變局部化帶，在第一張圖像上，選定待測應變局部化帶的測量區(qū)域，獲得待測應變局部化帶的傾角θ；

步驟4、在除第一張圖像外的其他各張圖像上確定與測量區(qū)域有關的包含待測應變局部化帶的區(qū)域，將測量區(qū)域和包含待測應變局部化帶的區(qū)域旋轉(zhuǎn)相同的角度α，使包含待測應變局部化帶的區(qū)域內(nèi)的待測應變局部化帶水平或垂直；

步驟5、在旋轉(zhuǎn)后的測量區(qū)域上布置n條與旋轉(zhuǎn)后的待測應變部化帶切向垂直的測線，建立n個直角坐標系X′_iO′_iY_i′，i＝1～n，并在各測線上布置若干測點，以各測點為中心設置長邊平行于旋轉(zhuǎn)后的待測應變局部化帶切向的長方形子區(qū)；

步驟6、利用二階數(shù)字圖像相關方法獲得當前X′_iO′_iY_i′坐標系下旋轉(zhuǎn)后的待測應變局部化帶多條測線上的X′方向線應變ε_X′、Y′方向線應變ε_Y′、坐標系X′O′Y′下的剪切應變γ_X′Y′分布規(guī)律，子區(qū)采用(2M+1)×(2N+1)像素的長方形子區(qū)；

步驟7、通過應變轉(zhuǎn)換公式將X′_iO′_iY_i′坐標系下的應變轉(zhuǎn)換為XOY原坐標系下的應變。

2.根據(jù)權利要求1所述的基于長方形子區(qū)的應變局部化帶應變的光學測量方法，其特征在于，所述步驟2，包括：

步驟2.1、任意選定一系列圖像，確定選定圖像的拍攝時間，確定測點數(shù)目及各測點在選定的第一張圖像上的位置，以各測點為中心設置正方形子區(qū)，設置子區(qū)尺寸；

步驟2.2、利用數(shù)字圖像相關方法，計算各測點在除第一張圖像外其他各張圖像上的位置，根據(jù)各測點在第一張圖像和其他圖像上的位置差，確定各測點在不同時刻的位移，利用位移和應變的關系，獲得各測點的應變。

3.根據(jù)權利要求1所述的基于長方形子區(qū)的應變局部化帶應變的光學測量方法，其特征在于，所述步驟3，包括：

步驟3.1、根據(jù)不同時刻應變場中應變局部化帶的分布規(guī)律，在應變場的多條應變局部化帶中選擇任意一條待測應變局部化帶，在第一張圖像上，選定待測應變局部化帶的測量區(qū)域；

步驟3.2、對采用數(shù)字圖像相關方法獲得的應變場進行插值，對插值后的應變場中待測應變局部化帶上的應變數(shù)據(jù)對應的坐標進行線性擬合，從而獲得待測應變局部化帶的傾角θ。

4.根據(jù)權利要求1所述的基于長方形子區(qū)的應變局部化帶應變的光學測量方法，其特征在于，所述步驟4，包括：

步驟4.1、在除第一張圖像外的其他各張圖像上確定與測量區(qū)域有關的包含待測應變局部化帶的區(qū)域；

步驟4.2、通過仿射變換將測量區(qū)域和包含待測應變局部化帶區(qū)域旋轉(zhuǎn)相同的角度α，使包含待測應變局部化帶的區(qū)域內(nèi)的待測應變局部化帶水平或垂直。

5.根據(jù)權利要求1所述的基于長方形子區(qū)的應變局部化帶應變的光學測量方法，其特征在于，所述步驟5，包括：

步驟5.1、在旋轉(zhuǎn)后的測量區(qū)域上布置n條與旋轉(zhuǎn)后的待測應變局部化帶切向垂直的測線，建立以旋轉(zhuǎn)后的待測應變局部化帶切向為X′_i軸，以旋轉(zhuǎn)后的待測應變局部化帶法向為Y_i′軸，以測線起點O′_i為原點的n個直角坐標系X′_iO′_iY_i′，i＝1～n，n表示測線的條數(shù)；

步驟5.2、在各測線上布置等間隔的若干測點，以各測點為中心設置長邊平行于旋轉(zhuǎn)后的待測應變局部化帶切向的長方形子區(qū)，設置長方形子區(qū)尺寸。