数字图像相关方法辅助的IM7/8552碳纤维/环氧树脂复合材料单向带层合板沿厚度方向非线性本构参数识别

提出了采用数字图像相关(DIC)方法和有限元模型修正(FEMU)技术相结合,通过短梁剪切(SBS)试验获得碳纤维增强环氧树脂(IM7/8552)正交各向异性复合材料单向带层合板沿厚度方向压缩本构关系参数的试验方法.该方法根据假设材料初始本构,采用3D有限元模型(FEM)计算获得主平面压头下方沿厚度方向的应力和应变分布,...     

数字图像技术在航空铝合金形变测量中的应用

利用DIC(Digital image correlation)非接触全场应变测量系统分析2024铝合金板材静态拉伸应变场。对散斑质量参数、图像采集系统参数进行正交试验优化。优化结果表明,影响散斑质量的主次因素及最优结果分别为:散斑半径0.02in,散斑密度50%,散斑分布随机性69%;影响图像采集系统的主次因素及最优结果分别为:子集大小59个像素,步长值12个像素,相机间的角度20~25°,光圈值5.6~8。采用该优化参数测量无孔及不同开孔尺寸铝合金板材静态拉伸应变场。首先,对无孔试样裂纹两侧取点,研究裂纹扩展趋势,判定裂纹源及相应载荷。其次,研究长短轴之比及开孔面积对力学性能的影响,并沿孔径方向取点,分析局部应变情况。研究表明,越靠近开孔位置,应变越集中。减小开孔面积,降低开孔的长短轴之比,可以有效降低试样的应变集中系数,延长使用寿命。最后,对比分析非接触测量方法、引伸计法及Patran建模仿真方法试验结果。     

数字图像相关技术在大豆蛋白喷涂流速测量中的应用

目的分析蔬菜复合纸制备过程中的喷涂雾化规律,研究大豆蛋白喷涂液在不同喷涂参数下雾化场速度的变化。方法首先通过高速摄像机采集多帧连续喷涂图像,然后对采集的图像序列做相关性分析以获得各图像对之间的相对位移场,最后结合高速摄像机采集图像参数计算大豆蛋白液喷涂雾化速度场。结果选取喷头下方10 cm处,边长为10 cm的正方形区域的雾化颗粒进行分析,当气压一定时,大豆蛋白雾化颗粒平均速度随液压的增大而增大;液压一定时,随着气压的增大,大豆蛋白喷雾颗粒平均速度先减小后增大,最后趋于某一稳定值。结论通过数字图像相关技术对高速摄像机拍摄的雾化场图像进行处理分析,能够描述大豆蛋白液喷涂雾化场的速度分布特性。通过处理不同喷涂参数下的雾化图像,得到了喷涂参数对雾化颗粒速度的影响。     

基于数字图像相关技术的砂土全场变形测量及其DEM数值模拟

岩土材料在力学性能上表现出各向异性与非线性特征,不同土体的受力变形规律也不相同。为了更真实地反映平面应变状态下土的受力变形特性,研制了一种新型的平面应变加载设备,该设备通过对试样的侧向（围压方向上）施加柔性荷载来降低常规平面应变试验中刚性加载所造成的边界约束影响。同时,搭建了能够得到表面变形识别的数字图像采集系统。在此基础上,利用研制的平面应变设备结合二维数字图像相关技术（2D-DIC）根据获得试验过程中的全场变形来分析福建标准砂在不同围压下的变形特性。另外,通过数字图像相关法得到的平面应变试验结果来确定砂土基于抗滚动摩擦模型的细观参数,并对试验过程进行了离散元分析。结果表明：基于数字图像相关测量技术的新型平面应变试验设备可以准确获得福建标准砂的局部变形规律和变形过程的非线性行为,由此确定的砂土细观参数也能够较为真实地反映试验材料的应力-应变关系。     

蜂窝材料率相关本构模型及其在月球探测器中的应用研究

蜂窝材料是探测器缓冲装置中使用最多的缓冲介质之一,研究其力学特性对探测器缓冲器及上升器月面起飞稳定性设计具有重要意义。首先分析了蜂窝材料面内面外等效力学特性,在考虑蜂窝结构率相关特性的基础上,建立了蜂窝结构横观各向同性率相关本构模型;其次,基于有限元法编写了横观各向同性率相关本构模型用户子程序,并验证了其可靠性;最后,以四腿悬架式探测器为研究对象,研究了不同率敏感系数对探测器着陆过程的影响。结果表明：随着率相关系数的增加,缓冲器吸收的能量先增大再减小,当率相关系数为0.6时最大;探测器的最大冲击加速度一直增大,且当率相关系数较大时,最大冲击加速度增长速度较率相关系数较小时要大。     

基于数字图像相关方法的气凝胶复合材料各向异性热变形测量

在热防护材料及结构高温力学性能研究中,测量其在热载荷与机械载荷作用下产生的变形是重要且基础的工作。基于数字图像相关方法,建立了可实现800℃变形测量的非接触式测量系统。针对陶瓷纤维增强SiO_2气凝胶复合材料,从面外和面内两个材料方向,以25℃为参考温度,试验测量了材料加热至300~800℃范围内不同温度时产生的热变形。研究结果表明,在此试验系统基础上的变形测量方法可用来测量此类热防护材料的高温变形。陶瓷纤维增强SiO2气凝胶复合材料的高温热变形具有明显的各向异性,面外方向上表现为"收缩",面内方向上表现为"膨胀"。SiO_2气凝胶基体中的颗粒团聚以及增强纤维在面内方向上的铺层分布是导致热变形各向异性的主要原因。     

蚁群算法求解弹性本构参数区间反问题

建立了弹性本构参数区间反问题的数值模型,利用区间参数摄动有限元方法和基于网格划分策略的连续域蚁群算法进行求解,探讨了非均质、不确定区间半径、初值选择及数据噪音对反演结果的影响,数值验证给出令人满意的结果。     

基于数字图像相关技术的鼓风机叶片动态应变试验

针对鼓风机叶片在共振中因大变形而引起的裂纹或断裂问题,基于双目立体视觉原理和数字图像相关法,并结合振动学理论,研究了小尺寸风机叶片在振动过程中的变形及动态应变。结果表明：叶片的最大应变位于叶根处,且整体应变随着正弦振动的激励呈现交变状态;与应变片法测得的应变和激光测振仪测得的位移相比,采用VIC-3D数字图像相关法测得叶片根部的应变和位移相对误差分别约为4.0%和3.5%,该测量方法易于操作,测量精度高。     

基于摄影重构技术的三轴试样变形测量研究

为克服传统三轴仪对土样变形的限制,获取三轴试样真实的轴向、径向应变,将摄影测量技术与数字图像技术相结合,对常规三轴仪进行微小改动,利用单镜头相机对三轴试验全过程进行图像采集,重构土样在不同加载阶段的三维模型,从而获取试样的真实变形数据。结果表明：1）经折射修正后的摄影测量法在三轴试验中有较高的精度,其中轴向测量值整体误差在0.104 mm;径向截面最大测量误差为0.211 mm,最小误差在0.138 mm,基本满足实验所需。2）获取土样局部与整体的轴向、径向变形数据。与常规三轴试验所测结果相比,摄影重构法所得试样整体轴向应变偏小,整体径向应变偏大,整体强度偏小,运用摄影重构法能对土样具体区域变形进行直接测量,结果更符合实际。     

基于数字图像技术的彩色金相方法

利用数字图像伪彩色增强技术实现彩色金相,建立了金属相灰度级-伪彩色映射关系模型,并设计了在计算机上运行的金相伪彩色系统,使得输入的金相灰度图像中各相间微弱的灰度差转化为明显的色调差,显著提高了金相组织鉴别的衬度.     

数字图像相关方法在膜材拉伸试验中的应用

利用数字图像相关方法(DICM),测定了双轴拉伸试验条件下Précontraint 1202 Fluotop T2膜材的力学性能,并分析了该膜材的徐变特性。采用CCD及其计算机处理系统,实时获取变形前后膜材表面图像,对变形前后的图像进行相关运算获得应变;确定了膜材的弹性模量和泊松比及徐变时的应变-时间关系。测试及分析结果表明该方法为膜材力学性能的检测研究提供了新的途径。     

基于DIC方法的混凝土允许损伤尺度试验研究

基于数字图像相关（DIC）技术研究了混凝土损伤尺度的测试方法。开展三点弯曲梁断裂试验,获得了裂缝扩展过程中任意荷载时刻的损伤尺度,研究了\     

数字图像相关法测量聚碳酸酯板应力强度因子

本文以数字图像相关方法测量了聚碳酸酯板的张开型应力强度因子（SIF）。实验过程中以聚碳酸酯标准紧凑拉伸式样为样本,由数字图像相关（DIC）方法提取不同载荷下裂纹附近的全场位移。在已计算得到全场位移的情况下,由线弹性断裂理论可知,弹性区域内每一点位移可表示为SIF的函数。在计算SIF时考虑了实验中不可避免存在的刚体平移与转动的影响,应力强度因子、刚体平移与转动可由最小二乘法计算得到;还讨论了位移场的选择及位移展开项项数对SIF的影响。实验结果与理论值进行了比较,结果显示DIC方法准确地测量了聚碳酸酯板的应力强度因子,因此DIC为测量SIF提供了一种有效的试验方法。     

喷吹工艺对轴承钢GCr15断裂力学性能影响的研究

通过金相、电镜等手段对SL(钢包喷吹Ca-Si粉)工艺和CAB(钢包吹氧)工艺GCrl5钢中的非金属夹杂物进行了分析和测试;应用断裂力学的方法对两种工艺的GCrl5钢K_(IC)和△K_(th)进行了测定。结果表明:采用SL工艺的GCrl5钢中夹杂物体积分数下降,大颗粒夹杂显著减少;K_(IC)和△K(th)均有所提高。     

用冲击刮削法测量封严涂层的力学性能

利用自制的电子冲击刮削试验机，测试封严涂层的冲击刮削载荷－位移曲线。曲线上的屈服点和最大点综合表征了封严涂层的可磨耗性和涂层与基体的结合强度。曲线所包围的面积为冲击刮削韧性，用它可表征涂层的抗冲蚀性，通过一次测量即可获得涂层的上述力学性能指标     

基于散斑图像梯度域的数字图像相关盲去模糊方法EI北大核心CSCD

针对复杂测量环境或高动态测量过程中出现的运动模糊问题,提出了一种灰度稀疏先验与参考图像梯度域先验相结合的散斑图像盲去模糊方法。该方法以灰度直方图峰值的L 0范数与参考图像梯度域分布建立优化函数正则项,使用二次分裂方法估计清晰图像,再以交替迭代的方式进行卷积核细化。在模糊核估计完成后,使用Richardson-Lucy非盲去卷积方法完成散斑图像的复原。实验结果证明:所提出的散斑图像盲去模糊方法与针对自然图像与文本图像的经典方法相比,获得了更优的图像去模糊效果,并提高了数字图像相关测量精度与鲁棒性。     

硫化矿预防炸药自爆技术的改进及应用

以几个硫化矿炸药自爆问题的现场试验研究为基础 ,分析了炸药自爆的危害性及其原因 ,提出了炸药自爆的简化判据以及简便实用准确的检测方法。基于这种判据和方法 ,采取了“分区治理”的防止炸药自爆措施。本研究成果的应用不仅可取得巨大的社会效益和经济效益 ,而且对硫化矿炸药自爆理论及预防措施深入研究 ,也具有一定的指导意义。     

电子雷管爆破振动波分析识别盲炮的方法

分析了爆破工程中盲炮产生的原因和危害,提出了用隆芯1号数码电子雷管替代传统导爆管雷管,运用电子雷管精确延时可量化计算的特性,并结合分析爆破振动波的方法来识别盲炮.实际爆破试验和在工程中的应用试验表明,采用该盲炮识别方法具有准确性高、可行性强和易于实现的特点.