一种基于长方形子区的应变局部化带应变的光学测量方法技术

一种基于长方形子区的应变局部化带应变的光学测量方法，采集受载过程中物体一个表面的图像，获得图像上各测点的位移和应变；选择一条待测应变局部化带，在第一张图像上选定待测应变局部化带的测量区域，获得待测应变局部化带的倾角；在其他各张图像上确定与测量区域有关的包含待测应变局部化带的区域，将测量区域和包含待测应变局部化带的区域旋转相同的角度，使该区域内的待测应变局部化带水平或垂直；布置测线和若干测点，设置长方形子区；获得当前坐标系下多条测线上的线应变、剪切应变分布规律，将当前坐标系下的应变转换为原坐标系下的应变。本发明专利技术对应变局部化带较窄和带内应变分布极不均匀的情形，可较好地测量带内应变场的时空分布规律。

An optical measurement method of strain localization with strain based on rectangular sub region

A rectangular sub area based on strain localization with strain optical measurement method, object acquisition in the loading process of a surface image, obtaining image on each measuring point displacement and strain; choose a measured strain localization band, the selected strain measurement area with the Bureau of the Ministry to be detected in the first image. The measured angle, obtain the strain localization band; and determine the relevant measurement area containing the measured strain localization band region in the other image, and the measured region containing the measured strain localization band region of rotation of the same point of view, the region of the tested strain localization band horizontal or vertical arrangement; the measuring line and several measuring points, set the rectangular sub area; obtain the current coordinates multiple measuring line line strain, shear strain distribution, strain the coordinates into the original coordinate system Strain under. The invention corresponds to the situation that the change zone is narrower and the strain distribution in the band is very uneven, and the space-time distribution law of the inner variation field can be well measured.

【技术实现步骤摘要】
一种基于长方形子区的应变局部化带应变的光学测量方法
本专利技术涉及光学测量
，具体涉及一种基于长方形子区的应变局部化带应变的光学测量方法。
技术介绍
应变局部化是在材料破坏之前观察到的极不均匀的应变集中于狭窄的带状区域的现象。应变局部化出现在宏观裂纹之前，是材料重要的破坏前兆之一。通过研究应变局部化带内部应变场的时空分布规律，有利于深刻认识材料的变形、破坏及失稳机理，并提出各种判据，亦可为有关的解析和数值模型提供必要的基础参数，或用于检验这些模型的正确性。数字图像相关方法是光学测量方法中的一种重要方法，是对变形前后采集的物体表面的两幅图像(散斑场)进行相关处理，以实现物体变形测量。目前，数字图像相关方法广泛用于应变局部化现象的测量。在数字图像相关方法中，在最开始的图像中选取的以待求点为中心的正方形子区(正方形子区最为常见)或圆形子区(圆形子区较为少见)称之为变形前子区或参考子区，在其后的各幅图像中选取的子区尺寸相同的正方形或圆形子区称之为目标子区，通过一定的搜索方法，并采用一定的相关系数来评价参考子区和目标子区的相似程度。相似程度用相关系数来确定，相关系数的最小值或最大值代表最本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于长方形子区的应变局部化带应变的光学测量方法，包括：步骤1、采集受载过程中物体一个表面的图像；步骤2、利用数字图像相关方法，获得图像上各测点的位移和应变；其特征在于，还包括：步骤3、根据应变场中应变局部化带的分布规律，在应变场的多条应变局部化带中选择任意一条待测应变局部化带，在第一张图像上，选定待测应变局部化带的测量区域，获得待测应变局部化带的倾角θ；步骤4、在除第一张图像外的其他各张图像上确定与测量区域有关的包含待测应变局部化带的区域，将测量区域和包含待测应变局部化带的区域旋转相同的角度α，使包含待测应变局部化带的区域内的待测应变局部化带水平或垂直；步骤5、在旋转后的测量区域上布置n条...

【技术特征摘要】
1.一种基于长方形子区的应变局部化带应变的光学测量方法，包括：步骤1、采集受载过程中物体一个表面的图像；步骤2、利用数字图像相关方法，获得图像上各测点的位移和应变；其特征在于，还包括：步骤3、根据应变场中应变局部化带的分布规律，在应变场的多条应变局部化带中选择任意一条待测应变局部化带，在第一张图像上，选定待测应变局部化带的测量区域，获得待测应变局部化带的倾角θ；步骤4、在除第一张图像外的其他各张图像上确定与测量区域有关的包含待测应变局部化带的区域，将测量区域和包含待测应变局部化带的区域旋转相同的角度α，使包含待测应变局部化带的区域内的待测应变局部化带水平或垂直；步骤5、在旋转后的测量区域上布置n条与旋转后的待测应变部化带切向垂直的测线，建立n个直角坐标系X′iO′iY′i，i＝1～n，并在各测线上布置若干测点，以各测点为中心设置长边平行于旋转后的待测应变局部化带切向的长方形子区；步骤6、利用二阶数字图像相关方法获得当前X′iO′iY′i坐标系下旋转后的待测应变局部化带多条测线上的X′方向线应变εX′、Y′方向线应变εY′、坐标系X′O′Y′下的剪切应变γX′Y′分布规律，子区采用(2M+1)×(2N+1)像素的长方形子区；步骤7、通过应变转换公式将X′iO′iY′i坐标系下的应变转换为XOY原坐标系下的应变。2.根据权利要求1所述的基于长方形子区的应变局部化带应变的光学测量方法，其特征在于，所述步骤2，包括：步骤2.1、任意选定一系列图像，确定选定图像的拍摄时间，建立以水平方向为X轴，向右为正，以垂直方向为Y轴，向下为正，以图像的左上角为坐标原点O的直角坐标系XOY，确定测点数目及各测点在选定的第一张图像上的位置，以各测点为中心设置正方形子区，设置子区尺寸；步骤2.2、利用数字图像相关方法，计算各测点在除第一张图像外其他各张图像上的位置，根据各测点在第一张图像和其他图像上的位置差，确定各测点在不同时刻的位移，利用位移和应变的关系，获得各测点的应变。3.根据权利要求1所述的基于长方形子区的应变局部化带应变的光学测量方法，其特征在于，所述步骤3，包括：步骤3.1、根据不同时刻应变场中应变局部化带的分布规律，在应变场的多条应变局部化带中选择任意一条待测应变局部化带，在第一张图像上，选定待测应变局部化带的测量区域；步骤3.2、对采用数字图像相关方法获得的应变场进行插值，对插值后的应变场中待测应变局部化带上的应变数据对应的坐标进行线性拟合，从而获得待测应变局部化带的倾角θ。4.根据权利要求1所述的基于长方形子区的应变局部化带应变的光学测量方法，其特征在于，所述步骤4，包括：步骤4.1、在除第一张图像外的其他各张图像上确定与测量区域有关的包含待测应变局部化带的区域；步骤4.2、通过仿射变换将测量区域和包含待测应变局部化带区域旋转相同的角度α，使包含待测应变局部化带的区域内的待测应变局部化带水平或垂直。5.根据权利要求1所述的基于长方形子区的应变...

【专利技术属性】
技术研发人员：王学滨，侯文腾，董伟，李顺利，曹思雯，
申请(专利权)人：辽宁工程技术大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21