基于VI的疲劳裂纹在线监测摄像头自动聚焦系统

为提高疲劳裂纹在线检测的效率和精度,提出了一种基于视觉识别(VI)的疲劳裂纹在线监测摄像头自动聚焦的方法。该系统主要包括CCD摄像机、镜头、摄像头云台、NI-PCI运动控制卡、光源照明系统、图像采集卡、计算机以及安装在计算机内的图像处理软件和上位机运动控制软件;利用虚拟仪器技术根据摄像头在图像采集过程中的动作要求,设计了一套运动控制方案,进行了基于LabVIEW图像处理自动聚焦技术的研究,并着重研究了清晰图评价函数的选择和寻优算法的设计;最后,对系统进行了软、硬件的调试。调试结果表明,该系统达到了预期的功能需求和精度要求。     

基于图像处理的疲劳裂纹扩展长度在线测量方法

为了在金属疲劳裂纹扩展试验中采用直观、准确、可靠的方法获得高精度裂纹长度尺寸,提出了基于图像处理技术的疲劳裂纹扩展长度在线测量方法。首先,采用大尺寸黑白全帧面阵CCD和微距显微镜头对疲劳裂纹扩展过程中的图像进行采集,分析疲劳裂纹的图像形态特征,采用亚像素边缘定位方法对预制裂纹边缘进行检测,求出疲劳裂纹起点位置。然后,对裂纹扩展区域进行图像子区划分,对图像子区采用基于灰度统计数据的自适应分割方法进行裂纹分割,采用单区域增长算法进行二值化裂纹图像连接得到裂纹主干。最后,进行了系统标定和疲劳裂纹长度在线测量试验。试验结果表明：本方法测量精度高、抗干扰能力强、数据稳定可靠,裂纹长度测量精度为0.03mm,满足裂纹扩展试验国际标准的要求。     

基于NI的疲劳裂纹扩展试验摄像头运动控制系统

针对疲劳裂纹在线检测的问题,提出了基于NI运动控制技术的疲劳裂纹扩展试验摄像头运动控制方法。该系统主要包括CCD摄像机、镜头、云台、NI-PCI-7334运动控制卡、光源照明系统、NI-PCI-1410图像采集卡、计算机以及安装在计算机内的图像处理软件和上位机运动控制软件。根据摄像头在图像采集过程中的动作要求,设计了运动控制方案,采用NIMotion软件包开发了四轴运动控制程序。实验结果显示,该系统可以实现疲劳试验中摄像头单步／连续运动及试验过程中的裂纹自动跟踪,摄像头定位精度达到0．05mm。     

基于ARM的疲劳裂纹扩展试验摄像头运动控制系统

在疲劳裂纹扩展试验中,疲劳裂纹的自动跟踪是十分必要的.针对疲劳裂纹自动跟踪的问题,首先建立起了以步进电机为运动机构的摄像头云台系统,使用ARM作为步进电机控制器,然后由PC机对摄像头采集到的裂纹图像进行图像处理并转化为电机运动控制信号,最后将控制信号通过串口传送到ARM中.研究结果表明,摄像头运动系统定位精度为0.05...     

叶片型面在线自动测量方法

为了实现叶片型面的在线自动测量,提出了一种基于机器视觉技术和机器人相结合的叶片型面测量方法。通过机器人带动叶片回转,由扫描仪获取不同视角下叶片型面的点云数据,根据旋转拼接原理将点云数据拼接到一起,完成叶片型面的测量。阐述采用机器人进行旋转拼接的原理,提出一种自动标定机器人法兰盘回转轴线的方法,利用该方法可在线完成扫描仪与机器人法兰盘之间位置关系的标定。试验表明,该方法简单有效,拼接后的叶片表面光滑,无分层现象,可实现叶片型面的在线自动测量。     

基于CCD的在线厚度测量方法研究

基于光学三角法的测量原理,采用CCD作为光电转换器件,根据成像于CCD上的像点的位移变化来实现物体厚度或微位移变化的测量方法,具有高精度、高灵敏度等优点.该方法能够实现在线动态检测和非接触测量.     

基于电磁感应的液体粘度在线测量方法研究

在传统电磁流量计的基础上引入了层析成像技术,经理论分析后提出了一种非侵入、可在线测量牛顿流体及非牛顿流体粘度的新方法.通过对不同流体各类流变参数下的数值实验、仿真研究和误差分析,证明方法能有效地应用于流体粘度的在线测量,克服了离线分析法或侵入式测量法无法同时满足在线和非侵入的测量要求,具有较好的应用前景.     

腐蚀疲劳裂纹扩展的在线监测及频率影响

在分析了腐蚀疲劳裂纹扩展数据处理的一般方法之后,提出腐蚀疲劳裂纹扩展数据处理和在线监测的神经网络方法,这种方法弥补了现有疲劳裂纹扩展数据处理和在线监测方法的不足。     

基于断裂力学的疲劳裂纹扩展速率公式研究

对疲劳裂纹扩展速率公式的研究已有50余年的历史,但是这些公式中均含有物理意义不明确、需由实验确定的常数,通过对三个常用公式和一个新近得到公式的分析比较,验证了新近得到公式的正确普适性、参数易求性及公式物理意义的明确性,进而可预测不同材料的疲劳裂纹扩展速率.     

基于计算机视觉的凸轮磨削自动定位及在线检测

介绍了基于计算机视觉的凸轮磨削自动定位及在线检测系统的工作原理、数学模型和关键技术,在开发的数控凸轮磨床上进行了凸轮自动定位和轮廓在线检测的试验。试验结果表明,该系统可以在凸轮转过一周的时间内,完成自动定位和在线检测操作,定位误差小于1°,满足一般磨削工序的要求。该方法也可以推广到类似零件的加工定位和在线检测,特别是单件、小批量生产的场合,可以有效地缩短磨削工序的辅助时间。     

高精度电阻在线测量方法研究

为了解决电子产品检验中的高精度电阻在线测量,提出了基于差分隔离法的电阻在线测量新方法,给出了新颖的程控激励源和程控差分放大器电路.该方法从根本上消除了以往隔离技术激励信号源内阻不为零和旁路电阻对测量精度的影响,测量精度和系统量程均提高了约一个数量级.     

输油管道疲劳裂纹分形研究

在一次输油管道含裂纹管段的现场水压试验中,有一些管子发生了断裂失效,通过对管道疲劳裂纹的定量分析发现,裂纹不是平直向前扩展的,而是弯折地扩展着,大的弯折中存在着许多小的弯折,具有统计自相似的嵌套结构,即具有分形特征。本文运用分形理论对这3根失效管子进行了分析,并建立了分形裂纹的安全评定方法。结果表明,本文建立的评定方法是可行的。     

基于疲劳短裂纹行为的疲劳寿命估算方法

在疲劳短裂纹形成和扩展行为基础上,提出了一种疲劳寿命估算方法。计算结果表明,该方法具有满意的预测精度。     

基于图像识别的刀具磨损量在线测量方法

对刀具磨损量的有效测量是车削自动化加工工作中的重要环节.为此,研究设计了基于图像识别的刀具磨损量自动化在线测量方法.首先使用光栅三维形貌测量方法获取刀具激光图像,然后识别图像中磨损量变动最为敏感的特征.针对识别到的特征信息,利用离散马尔科夫模型自动测量刀面的磨损量.测试结果表明:该方法在常规环境、激光超声复合超精密车削...     

疲劳裂纹深度自动监测系统的研制与应用

基于智能化处理器技术研制的裂纹深度自动测量系统,可与不同疲劳试验机配套,实现疲劳断裂试验中裂纹扩展深度的自动跟踪监测、试验数据分析及曲线生成,裂纹扩展速率(da/dN)试验的自动化;通用于三点弯曲和CT(compact tension)试样.使用方便,测量数值精确可靠.还可以用于结构或设备的表面裂纹深度检测.     

基于BOW-HOG特征的活塞裂纹在线识别研究

为解决疲劳模拟台架试验中裂纹在线识别问题,应用并改进了基于BOW-HOG特征的机器学习方法,采用HOG特征提取方法提取了多种形态的裂纹特征。通过词袋模型和k-means聚类方法生成了裂纹的特征描述词典,以旋转、对称的增强训练方法改善了方向保持性,以图像金字塔的方式改善了尺寸保持性;采用联合灰度级分布图像差分法提取了图片感兴趣区域,以支持向量机作为分类器实现了复杂化环境下的活塞裂纹在线识别功能。试验及研究结果表明:改进后BOW-HOG算法准确率达到84.1%,表现出了良好的尺寸和旋转保持性,消耗更少的计算资源,显著提高了训练样本较为有限和复杂情况下的裂纹识别算法的准确率和鲁棒性。     

基于红外热成像的镁合金疲劳裂纹扩展的研究

采用红外热成像技术监测疲劳裂纹扩展过程中试件表面温度的变化情况,对AZ31B镁合金板材室温下的疲劳裂纹扩展特征进行研究。分析疲劳裂纹尖端温升值与裂纹长度的对应关系,试件表面温度分布差异与裂纹扩展趋势的关系,探索镁合金材料疲劳裂纹扩展的规律。试验结果表明,疲劳裂纹扩展过程中,镁合金表面温度变化经过一个升温、降温的过程,在稳定扩展阶段,温度变化不大,在快速扩展阶段,温度呈明显上升趋势。三组试件最高温升值分别为A试件10.89℃、B试件15.19℃、C试件12.37℃。裂纹尖端及其附近组织观察发现,裂纹尖端发生转向,裂纹总体为穿晶断裂,并伴随少量沿晶断裂,在裂纹附近区域有少量塑性变形。疲劳试件表面的最高温度区域与材料的疲劳损伤机制相关,该区域对应材料的应力集中区,是疲劳微裂纹形成与扩展的部位,温度变化与试件的最终断面相吻合。     

基于新裂纹扩展驱动力参量的焊接接头疲劳裂纹扩展的研究

传统上疲劳裂纹扩展速率以一个参量——应力强度因子幅(PARIS模型)或有效应力强度因子幅(ELBER模型)来表达。PARIS模型不能统计应力比效应和变幅加载历史。ELBER裂纹闭合模型虽被广泛应用,但确定其开闭口载荷的测量方法很多,且测量结果均存在主观性。最近研究表明,疲劳裂纹扩展不仅依赖于应力强度因子幅,还与最大应力强度因子有关。并且KUJAWSKI提出了两参量模型,该模型避开了有争议的裂纹闭合效应。基于一个载荷循环中柔度变化与裂纹尖端开闭口与弹塑性行为的关系,提出一个新的具有物理意义的两参量驱动力模型。针对Q345钢焊接接头各区域进行两种应力比R=0.1和0.5的疲劳裂纹扩展试验。使用该模型针对Q345钢焊接接头各区域的疲劳裂纹扩展数据进行验证。结果表明,提出的新模型在预测应力比对裂纹扩展速率的影响时比上述三个模型更有效。     

基于激光位移传感器非圆活塞在线测量方法的研究

提出了一种基于激光位移传感器的非圆活塞外轮廓在线测量方法。利用基准圆柱建立了在线检测的测量坐标系,采用最小二乘法对测量数据进行处理得到活塞截面的实测值,确定测量起始位置把实测值与相应的设计值对比可知活塞截面加工是否合格。拟合了多个截面圆心所在的空间直线为椭圆柱轴线,得到活塞中心线的直线度。最后在车床上对活塞在线检测方法进行实验验证,证明该方法可以有效的评定活塞外轮廓的加工质量,对活塞的在线加工修正有指导性价值。