[發(fā)明專利]一種裂紋張開(kāi)應(yīng)力的測(cè)量方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810268794.8
• 申請(qǐng)日: 2018-03-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108469377A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭釗;郭子濤;高斌;易玲艷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 九江學(xué)院
• 主分類號(hào): G01N3/08
• 分類號(hào): G01N3/08;G01N3/06;G06T7/60;G06T7/13
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了一種裂紋張開(kāi)應(yīng)力的測(cè)量方法，通過(guò)采集不加載荷時(shí)和加載時(shí)裂紋圖像的采集；利用垂直和水平投影截取托輥所在區(qū)域；采用基于連通分量的長(zhǎng)短軸比和面積信息對(duì)所采集到的圖像邊緣進(jìn)行過(guò)濾，消除對(duì)上述截取圖像進(jìn)行邊緣檢測(cè)形成的偽邊緣，保留裂紋的真實(shí)邊緣；利用形態(tài)學(xué)閉運(yùn)算連接裂紋邊緣，通過(guò)邊界跟蹤獲得裂紋閉合輪廓并進(jìn)行種子區(qū)域填充，實(shí)現(xiàn)裂紋區(qū)域的自動(dòng)分割；基于連通分量外接矩形的長(zhǎng)寬比進(jìn)行裂紋的尺寸的測(cè)量，從而得到不同載荷情況下的位移量；通過(guò)一次線性擬合，最終得到不同載荷下裂紋張開(kāi)位移量，從而得出載荷?裂紋張開(kāi)位移曲線。本發(fā)明基于裂紋的變形尺寸進(jìn)行不同載荷下位移量的確定，從而減少了測(cè)量的誤差。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及材料檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種裂紋張開(kāi)應(yīng)力的測(cè)量方法。

背景技術(shù)

采用試驗(yàn)手段測(cè)量裂紋張開(kāi)應(yīng)力是對(duì)斷裂分析理論的驗(yàn)證和補(bǔ)充，目前常見(jiàn)的測(cè)試裂紋張開(kāi)應(yīng)力的方法中，柔度法成本優(yōu)勢(shì)明顯，因此得到了廣泛采用。

柔度法確定裂紋張開(kāi)應(yīng)力的理論基礎(chǔ)是：含裂紋試樣完全張開(kāi)時(shí)，柔度(應(yīng)變/位移-力曲線的斜率)達(dá)到一特征值并保持恒定；從最大循環(huán)載荷卸載后，不考慮在最大載荷達(dá)到之前是否產(chǎn)生大范圍屈服，柔度仍然具有裂紋完全張開(kāi)時(shí)的特征值。因此，柔度法測(cè)量裂紋張開(kāi)應(yīng)力只需要確定應(yīng)變/位移-力曲線開(kāi)始成線性時(shí)的力。

在測(cè)試中心裂紋和邊緣裂紋的柔度時(shí)，目前通常采用位移規(guī)測(cè)試裂紋尖端處的位移/應(yīng)變-力曲線。裂紋張開(kāi)行為是通過(guò)裂紋面上最靠近裂紋尖端的點(diǎn)脫離接觸來(lái)定義的，屬于裂紋尖端局部的特征行為；因此通過(guò)位移規(guī)測(cè)試的裂紋尖端處位移-力曲線來(lái)確定裂紋張開(kāi)應(yīng)力誤差較大。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種裂紋張開(kāi)應(yīng)力的測(cè)量方法，基于裂紋的變形尺寸進(jìn)行不同載荷下位移量的確定，從而減少了測(cè)量的誤差。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

一種裂紋張開(kāi)應(yīng)力的測(cè)量方法，包括如下步驟：

S1、將含裂紋試件固定在加載裝置上，利用加載裝置對(duì)試樣進(jìn)行加載；

S2、通過(guò)圖像采集模塊采集的進(jìn)行不加載荷時(shí)裂紋圖像的采集，將該圖像作為初始圖像；

S3、利用加載裝置對(duì)試件進(jìn)行緩慢加載，裂紋產(chǎn)生變形，使得裂紋張開(kāi)，在加載過(guò)程中，通過(guò)圖像采集模塊記錄不同載荷下裂紋的多幅圖像；

S4、利用垂直和水平投影截取托輥所在區(qū)域；采用基于連通分量的長(zhǎng)短軸比和面積信息對(duì)所采集到的圖像邊緣進(jìn)行過(guò)濾，消除對(duì)上述截取圖像進(jìn)行邊緣檢測(cè)形成的偽邊緣，保留裂紋的真實(shí)邊緣；利用形態(tài)學(xué)閉運(yùn)算連接裂紋邊緣，通過(guò)邊界跟蹤獲得裂紋閉合輪廓并進(jìn)行種子區(qū)域填充，實(shí)現(xiàn)裂紋區(qū)域的自動(dòng)分割；基于連通分量外接矩形的長(zhǎng)寬比進(jìn)行裂紋的尺寸的測(cè)量，從而得到不同載荷情況下的位移量；

S5、通過(guò)一次線性擬合，得到不同加載下的斜率，最終得到不同載荷下裂紋張開(kāi)位移量，從而得出載荷-裂紋張開(kāi)位移曲線。

本發(fā)明具有以下有益效果：

基于裂紋的變形尺寸進(jìn)行不同載荷下位移量的確定，從而減少了測(cè)量的誤差。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種裂紋張開(kāi)應(yīng)力的測(cè)量方法，包括如下步驟：

S1、將含裂紋試件固定在加載裝置上，利用加載裝置對(duì)試樣進(jìn)行加載；

S2、通過(guò)圖像采集模塊采集的進(jìn)行不加載荷時(shí)裂紋圖像的采集，將該圖像作為初始圖像；