一种高频振动下疲劳裂纹检测系统及检测方法技术方案

本发明专利技术涉及疲劳检测技术领域，尤其涉及一种高频振动下疲劳裂纹检测系统及检测方法。高频振动下疲劳裂纹检测系统包括振动试验台、闪频仪、摄像组件以及图像处理模块；所述振动试验台上设有用于安装试样的夹具；所述闪频仪用于产生与所述振动试验台振动频率一致的闪频光源；所述摄像组件用于采集所述试样的图像，且所述摄像组件可与所述试样相对运动调节所述摄像组件与所述试样的相对位置；所述图像处理模块用于处理所述摄像组件采集的图像。可以精确地记录裂纹出现时间、精确地测量裂纹扩展的长度，实现自动分析判断和实时监控试验进度，在一定程度上减少试验人员的工作量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及疲劳检测
，尤其涉及一种高频振动下疲劳裂纹检测系统及检测方法。
技术介绍
振动疲劳试验是通过测量试件在所施加交变载荷的作用下若干载荷循环数及及裂纹出现时间或者裂纹对应长度，得出相应的疲劳寿命、裂纹扩展速率以及材料的疲劳寿命特性。现有的疲劳裂纹检测手段主要有直观检测法和间接无损检测法两类。直观检测法有目测法、渗透检测技术、磁粉检测技术等，其中目测法是最为传统的方法，在承受疲劳载荷振幅较大、加载频率较高时，存在试验过程中难以读数的问题，需停机测量，测量精度较低，易受人为因素影响，而且如果想实现实时在线观察，则需动用较多的人力。测试试样在以一定的频率振动时的图像，如果振动频率较低时，眼睛即使能够辨识清，但是非常容易产生视觉疲劳，而频率较高时，人眼根本无法辨识清楚。其他检测方法也都不同程度地存在一些问题，比如操作繁琐、精度不高、抗干扰性差和不易实现自动记录等。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题是解决现有技术中试样在高频振动下的疲劳裂纹无法精确检测的问题。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种高频振动下疲劳裂纹检测系统，包括振动试验台、闪频仪、摄像组件以及图像处理模块；所述振动试验台上设有用于安装试样的夹具；所述闪频仪用于产生与所述振动试验台振动频率一致的闪频光源；所述摄像组件用于采集所述试样的图像，且所述摄像组件可与所述试样相对运动调节所述摄像组件与所述试样的相对位置；所述图像处理模块用于处理所述摄像组件采集的图像。根据本专利技术，还包括控制模块，所述控制模块用于根据所述图像处理模块的处理结果控制所述振动试验台停止振动。根据本专利技术，所述控制模块还用于根据所述振动试验台的振动频率调节所述闪频仪的频率。根据本专利技术，还包括数据存储模块，所述数据存储模块用于储存所述图像处理模块处理后的图像数据以及图像的采集时间。根据本专利技术，还包括用于调整所述摄像组件位置的调整装置，所述调整装置包括X轴运动单元、Y轴运动单元和Z轴运动单元。根据本专利技术，所述X轴运动单元包括第一支撑架、设于所述第一支撑架下方的滚轮以及与所述滑块相配合的滑轨；所述Z轴运动单元包括第二支撑架、滚珠丝杠副以及设于所述第一支撑架上的电机，所述电机与所述滚珠丝杠副连接，用于驱动所述第二支撑架上下运动；所述Y轴运动单元包括设于所述第二支撑架上的伸缩杆，所述摄像组件设于所述伸缩杆的活动端。根据本专利技术，所述第二支撑架包括水平设置的支撑平台和竖直设置在所述支撑平台上的支撑板，所述支撑板上设有通孔，所述伸缩杆穿过所述通孔，且通过顶丝固定，所述伸缩杆穿过所述通孔的固定端设有配重物。根据本专利技术，所述闪频仪与所述摄像组件均固定在所述伸缩杆上。本专利技术还提供了一种上述的高频振动下疲劳裂纹检测系统的检测方法，包括以下步骤：S1，调整摄像组件与试样的相对位置；S2，驱动试样以设定的振动频率振动；S3，调整闪频仪的频率与振动试验台的振动频率一致；S4，图像处理模块对摄像组件采集的图像进行处理，测量裂纹扩展长度。根据本专利技术，该检测方法还包括步骤S5，控制模块根据图像处理模块的处理结果控制试样的振动停止。(三)有益效果本专利技术的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：本专利技术实施例提供的高频振动下疲劳裂纹检测系统通过设置频闪频率与试样振动频率一致的闪频仪，高频运动的试样看起来是缓慢运动或者相对静止的，使得摄像组件能够清楚地实时记录高振动频率下的振动疲劳裂纹试验样品裂纹出现情况，并且，通过图像处理模块可以精确地记录裂纹出现时间、精确地测量裂纹扩展的长度，实现自动分析判断和实时监控试验进度。同时，在一定程度上减少试验人员的工作量。附图说明图1是本专利技术实施例提供的高频振动下疲劳裂纹检测系统的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的高频振动下疲劳裂纹检测系统的工作原理示意图。图中：1：试样；2：振动试验台；3：闪频仪；4：摄像组件；5：图像处理模块；6：滑轨；7：滚轮；8：第一支撑架；81：导轨；9：电机；10：第二支撑架；101：支撑杆；102：限位杆；103：支撑平台；104：支撑板；11：丝杠；12：螺母；13：伸缩杆；15：配重物；16：液压作动器；17：泵站；18：控制模块。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1和图2所示，本专利技术实施例提供的一种高频振动下疲劳裂纹检测系统，包括振动试验台2、闪频仪3、摄像组件4以及图像处理模块5；具体地，本实施例中由泵站17提供液压动力，驱动液压作动器16产生特定方向的振动，从而实现振动试验台2的振动。振动试验台2上设有用于安装试样1的夹具；闪频仪3用于产生与振动试验台2振动频率一致的闪频光源；摄像组件4用于采集试样1的图像，且摄像组件4可与试样1相对运动调节摄像组件4与试样1的相对位置；图像处理模块5用于处理摄像组件4采集的图像。本专利技术实施例提供的高频振动下疲劳裂纹检测系统通过设置频闪频率与试样1振动频率一致的闪频仪3，高频运动的试样1看起来是缓慢运动或者相对静止的，使得摄像组件4能够清楚地实时记录高振动频率下的振动疲劳裂纹试验样品裂纹出现情况，并且，通过图像处理模块5可以精确地记录裂纹出现时间、精确地测量裂纹扩展的长度，实现自动分析判断和实时监控试验进度。同时，在一定程度上减少试验人员的工作量。进一步地，本实施例中还包括控制模块18，控制模块18用于根据图像处理模块5的处理结果控制振动试验台2停止振动。控制模块18能够根据图像处理模块5判断试样1在高频振动下裂纹发展的长度，从而及时地停止试验的进行。进一步地，本实施例中控制模块18还用于根据振动试验台2的振动频率调节闪频仪3的频率。保证闪频仪3的频率与试样1的振动频率一致。进一步地，本实施例中还包括数据存储模块，数据存储模块用于储存图像处理模块5处理后的图像数据以及图像的采集时间。便于试验结果的记录分析。进一步地，本实施例中还包括用于调整摄像组件4位置的调整装置，调整装置包括X轴运动单元、Y轴运动单元和Z轴运动单元。优选地，本实施例中X轴运动单元包括第一支撑架8、设于第一支撑架8下方的滚轮7以及与滑块相配合的滑轨6。Z轴运动单元包括第二支撑架10、滚珠丝杠11副以及设于第一支撑架8上的电机9，电机9与滚珠丝杠11副连接，用于驱动第二支撑架10上下运动，具体地，本实施例中第一支撑架8的上方设有两个竖直设置的导轨81，第二支撑架10包括两个与导轨81相配合的竖直设置的支撑杆101以及横向设置的限位杆102，丝杠11与支撑杆101平行，螺母12与横向限位杆102连接，横向限位杆102的两端分别固定在支撑杆101上。Y轴运动单元包括设于第二支撑架10上的伸缩杆13，摄像组件4设于伸缩杆13的活动端。通过X轴运动单元、Y轴运动单元以及Z轴运动单元可以根据需要快速地调整摄像组件4的位置，X轴运动单元滚轮7的滚动也可以是通过电机9驱动，伸缩杆13也可以是采用可自动调节的伸缩杆13，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高频振动下疲劳裂纹检测系统，其特征在于：包括振动试验台、闪频仪、摄像组件以及图像处理模块；所述振动试验台上设有用于安装试样的夹具；所述闪频仪用于产生与所述振动试验台振动频率一致的闪频光源；所述摄像组件用于采集所述试样的图像，且所述摄像组件可与所述试样相对运动调节所述摄像组件与所述试样的相对位置；所述图像处理模块用于处理所述摄像组件采集的图像。

【技术特征摘要】
1.一种高频振动下疲劳裂纹检测系统，其特征在于：包括振动试验台、闪频仪、摄像组件以及图像处理模块；所述振动试验台上设有用于安装试样的夹具；所述闪频仪用于产生与所述振动试验台振动频率一致的闪频光源；所述摄像组件用于采集所述试样的图像，且所述摄像组件可与所述试样相对运动调节所述摄像组件与所述试样的相对位置；所述图像处理模块用于处理所述摄像组件采集的图像。2.根据权利要求1所述的高频振动下疲劳裂纹检测系统，其特征在于：还包括控制模块，所述控制模块用于根据所述图像处理模块的处理结果控制所述振动试验台停止振动。3.根据权利要求2所述的高频振动下疲劳裂纹检测系统，其特征在于：所述控制模块还用于根据所述振动试验台的振动频率调节所述闪频仪的频率。4.根据权利要求1所述的高频振动下疲劳裂纹检测系统，其特征在于：还包括数据存储模块，所述数据存储模块用于储存所述图像处理模块处理后的图像数据以及图像的采集时间。5.根据权利要求1所述的高频振动下疲劳裂纹检测系统，其特征在于：还包括用于调整所述摄像组件位置的调整装置，所述调整装置包括X轴运动单元、Y轴运动单元和Z轴运动单元。6.根据权利要求5所述的高频振动下疲劳裂纹检测系统，其特征在于：所述X轴运动单元包括第一支撑架、设...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚敏，曹精明，刘冰，周帅，
申请(专利权)人：潍柴动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37