[發(fā)明專利]一種基于數(shù)字圖像處理的含孔板件應(yīng)力集中系數(shù)測(cè)量方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010890486.6
• 申請(qǐng)日: 2020-08-29
• 公開（公告）號(hào): CN112255078A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉雯雯;李順然;王圓圓;孫嘉璐;李勃然
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鄭州大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/00
• 分類號(hào): G01N3/00;G01N1/28;G01N1/32;G01B11/16
• 代理公司: 鄭州亦鼎知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 41188
• 代理人: 張夏謙

1.一種基于數(shù)字圖像處理的含孔板件應(yīng)力集中系數(shù)測(cè)量方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：

S1：將含孔板件表面進(jìn)行打磨及拋光處理之后，使用黑、白啞光漆在含孔板件表面噴出散斑；

S2：將表面噴出散斑的含孔板件夾持在萬能試驗(yàn)機(jī)上，然后由萬能試驗(yàn)機(jī)對(duì)含孔板件施加荷載，同時(shí)利用CCD攝像機(jī)不斷拍攝取樣，得到不同時(shí)刻含孔板件表面的散斑圖；

S3：利用圖像處理器對(duì)含孔板件變形前后的散斑圖進(jìn)行比對(duì)，獲得全場(chǎng)應(yīng)變信息；

S4：繪制應(yīng)變曲線圖，得到應(yīng)力集中系數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)字圖像處理的含孔板件應(yīng)力集中系數(shù)測(cè)量方法，其特征在于：所述步驟S2中，萬能試驗(yàn)機(jī)以負(fù)荷控制的方式進(jìn)行加載，加載速率為0.5kN/s，加載范圍為0-5kN。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)字圖像處理的含孔板件應(yīng)力集中系數(shù)測(cè)量方法，其特征在于：所述步驟S2中，CCD攝像機(jī)水平對(duì)準(zhǔn)含孔板件后固定；當(dāng)萬能試驗(yàn)機(jī)開始施加荷載時(shí)，CCD攝像機(jī)開始拍攝，直至采集到100張圖片時(shí)結(jié)束，采集頻率為10張/秒。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)字圖像處理的含孔板件應(yīng)力集中系數(shù)測(cè)量方法，其特征在于：所述步驟S3中，選取散斑分布均勻的散斑圖；以變形前散斑圖作為參照?qǐng)D，將其劃分為若干子區(qū)；將變形前后散斑圖轉(zhuǎn)換為灰度圖片，根據(jù)灰度值匹配，找出變形后散斑圖各子區(qū)位置，并與變形前位置比較，得到各變形后的子區(qū)相對(duì)于參照?qǐng)D的位移，得到相應(yīng)的位移場(chǎng)；由位移場(chǎng)可以進(jìn)一步計(jì)算得到相應(yīng)的應(yīng)變場(chǎng)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于數(shù)字圖像處理的含孔板件應(yīng)力集中系數(shù)測(cè)量方法，其特征在于：所述步驟S3具體包括：

在變形前的散斑圖中，選取以所求位移點(diǎn)A(x，y)為中心的一個(gè)(2M+1)×(2N+1)像素大小的矩形子區(qū)，在變形后的散斑圖中，該矩形子區(qū)的位置和形狀變化到B(x’，y’)；變形前的子區(qū)圖像用f(x，y)表示，變形后的子區(qū)圖像用g(x+u，y+v)表示；將變形前后該矩形子區(qū)的圖像灰度f(x，y)、g(x+u，y+v)代入式(3)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算：

相關(guān)系數(shù)C值最大時(shí)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)B即為點(diǎn)A變形后的終點(diǎn)，根據(jù)A、B點(diǎn)的坐標(biāo)確定目標(biāo)的位移u、v。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于數(shù)字圖像處理的含孔板件應(yīng)力集中系數(shù)測(cè)量方法，其特征在于：所述步驟S3中，在圓孔兩側(cè)接近邊緣的位置選取兩橫坐標(biāo)相等且距離接近的點(diǎn)，并選擇多組點(diǎn)進(jìn)行多次應(yīng)變分析。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于數(shù)字圖像處理的含孔板件應(yīng)力集中系數(shù)測(cè)量方法，其特征在于：所述步驟S4中，將圓孔左右邊緣在加載過程中的應(yīng)變與理論平均應(yīng)變的曲線對(duì)比，平均應(yīng)變隨應(yīng)力變化的曲線和應(yīng)變隨應(yīng)力變化的曲線的斜率比值即為對(duì)應(yīng)的應(yīng)力集中系數(shù)。