热膨胀变形场的测量方法及装置、电子设备和存储介质制造方法及图纸

本公开涉及一种热膨胀变形场的测量方法及装置、电子设备和存储介质，方法包括：获取被测物体表面在参考温度下的第一高度特征矩阵以及在目标温度下的第二高度特征矩阵，其中，目标温度高于所述参考温度；根据第一高度特征矩阵，确定第一灰度图像；根据第二高度特征矩阵，确定第二灰度图像；根据第一灰度图像以及第二灰度图像，确定被测物体表面在目标温度下的变形场。根据本公开实施例的热膨胀变形场的测量方法，能够提高对热膨胀变形场的测量精确度。

【技术实现步骤摘要】
热膨胀变形场的测量方法及装置、电子设备和存储介质
本公开涉及计量
，尤其涉及一种热膨胀变形场的测量方法及装置、电子设备和存储介质。
技术介绍
膨胀变形导致的拉伸区将引起材料氧化速率的加快，而压缩区将导致氧化速率的减慢。因此，精确测量材料随温度变化而产生的热膨胀变形，对于力学、氧化性能评估，揭示应力、氧化相互作用关系，以及部件设计与优化具有非常重要的意义。相关技术中，热膨胀变形场的测量精确度较低。
技术实现思路
本公开提出了一种膨胀变形场的测量技术方案。根据本公开的一方面，提供了一种热膨胀变形场的测量方法，所述方法包括：获取被测物体表面在参考温度下的第一高度特征矩阵以及在目标温度下的第二高度特征矩阵，其中，所述目标温度高于所述参考温度；根据所述第一高度特征矩阵，确定第一灰度图像；根据所述第二高度特征矩阵，确定第二灰度图像；根据所述第一灰度图像以及所述第二灰度图像，确定所述被测物体表面在目标温度下的变形场。在一种可能的实现方式中，所述第一高度特征矩阵包括多个像素点的高度信息，其中，所述根据所述第一高度特征矩阵，确定第一灰度图像，包括：根据每个像素点的高度信息、所述高度特征矩阵中的最大高度信息、所述高度特征矩阵中的最小高度信息以及图像位数，确定每个像素点的灰度信息；根据所有像素点的灰度信息，确定所述第一灰度图像。在一种可能的实现方式中，所述获取被测物体表面在参考温度下的第一高度特征矩阵以及在目标温度下的第二高度特征矩阵，包括：获取未加热时所述被测物体表面的高度特征矩阵以及加热过程中所述被测物体表面在M个目标温度下的第二高度特征矩阵；针对每个目标温度，确定对应的参考温度以及所述被测物体表面在所述参考温度下的第一高度特征矩阵，M为正整数，其中，加热过程是在惰性气体的存在条件下进行的。在一种可能的实现方式中，所述M个目标温度按照温度从低到高排序，其中，所述针对每个目标温度，确定对应的参考温度以及所述被测物体表面在所述参考温度下的第一高度特征矩阵，包括：对于第i个目标温度，将所述未加热时的高度特征矩阵以及第i-1个目标温度下的第二高度特征矩阵，确定为所述参考温度下的第一高度特征矩阵，其中，i为整数，1<i≤M。在一种可能的实现方式中，所述被测物体表面包括用于生成高度特征矩阵的特征标记，其中，所述特征标记包括所述被测物体表面上微纳尺度的高度特征和/或通过预设方式确定的高度特征，所述预设方式包括光刻、微纳加工以及喷涂超细散斑中的至少一种。在一种可能的实现方式中，所述根据所述第一灰度图像以及所述第二灰度图像，确定所述目标温度下的变形场，包括：根据所述第一灰度图像以及所述第二灰度图像，基于数字图像相关法确定所述变形场，其中，所述数字图像相关法中的相关系数是根据直接互相关函数、标准化互相关函数、标准化协方差互相关函数以及最小平方距离相关函数中的一种确定的。在一种可能的实现方式中，所述被测物体是将待测试样切割得到的，所述被测物体的表面依次经过打磨处理、抛光处理、去除表面残余应力处理及超声清洗处理。根据本公开的另一方面，提供了一种热膨胀变形场的测量装置，所述装置包括：获取模块，用于获取被测物体表面在参考温度下的第一高度特征矩阵以及在目标温度下的第二高度特征矩阵，其中，所述目标温度高于所述参考温度；第一确定模块，用于根据所述第一高度特征矩阵，确定第一灰度图像；第二确定模块，用于根据所述第二高度特征矩阵，确定第二灰度图像；第三确定模块，用于根据所述第一灰度图像以及所述第二灰度图像，确定所述被测物体表面在目标温度下的变形场。根据本公开的另一方面，提供了一种电子设备，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为执行上述热膨胀变形场的测量方法。根据本公开的另一方面，提供了一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其中，所述计算机程序指令被处理器执行时实现上述热膨胀变形场的测量方法。根据本公开实施例的热膨胀变形场的测量方法，获取被测物体表面在参考温度下的第一高度特征矩阵以及在目标温度下的第二高度特征矩阵，其中，目标温度高于所述参考温度；根据第一高度特征矩阵，确定第一灰度图像；根据第二高度特征矩阵，确定第二灰度图像；根据第一灰度图像以及第二灰度图像，确定被测物体表面在目标温度下的变形场，能够提高对非均匀热膨胀变形场的测量准确度。根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。附图说明包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。图1示出根据本公开一实施例的热膨胀变形场的测量方法的流程图。图2示出根据本公开一实施例的热膨胀变形场的测量装置的框图。图3示出根据本公开一实施例的热膨胀变形场的测量装置的框图。具体实施方式以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。制约我国航空发动机技术发展的关键瓶颈包括材料问题，例如发动机涡轮、叶片，在服役环境下，往往面临着高温复杂环境的考验。此外，材料在长时服役过程中，随着发动机启停，其工作温度将在室温与上千摄氏度之间循环，不可避免地将产生热膨胀变形效应。同时，在高温环境下，以高温合金为代表的高温结构材料将出现氧化现象，材料的非均匀氧化行为与局部热膨胀变形引起的应力效应密切相关。如前所述，膨胀变形导致的拉伸区将引起材料氧化速率的加快，而压缩区将导致氧化速率的减慢。因此，精确测量材料随温度变化而产生的全场热膨胀变形，对于其力学、氧化性能评估，揭示应力、氧化相互作用关系，以及对于部件设计与优化具有非常重要的意义。相关技术中，刚性固体材料热膨胀变形测量一般采用石英膨胀计法、光学投影法、激光干涉法等方法。然而，这些测量方法主要针对于线膨胀变形的测量，无法获得面膨胀变形场。对于非均匀材料来说，其面膨胀变形在不同区域往往也是非均匀的，因此会极大影响该区域的应力场的分布，导致氧化行为的改变。为解决上述问题，本公开提供了一种热膨胀变形场的测量方法，能够提高对热膨胀变形场的测量精确度，特别是能够提高对非均匀材料的热膨胀变形场的测量准确度，确定全场热膨胀变形。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热膨胀变形场的测量方法，其特征在于，所述方法包括：/n获取被测物体表面在参考温度下的第一高度特征矩阵以及在目标温度下的第二高度特征矩阵，其中，所述目标温度高于所述参考温度；/n根据所述第一高度特征矩阵，确定第一灰度图像；/n根据所述第二高度特征矩阵，确定第二灰度图像；/n根据所述第一灰度图像以及所述第二灰度图像，确定所述被测物体表面在目标温度下的变形场。/n

【技术特征摘要】
1.一种热膨胀变形场的测量方法，其特征在于，所述方法包括：
获取被测物体表面在参考温度下的第一高度特征矩阵以及在目标温度下的第二高度特征矩阵，其中，所述目标温度高于所述参考温度；
根据所述第一高度特征矩阵，确定第一灰度图像；
根据所述第二高度特征矩阵，确定第二灰度图像；
根据所述第一灰度图像以及所述第二灰度图像，确定所述被测物体表面在目标温度下的变形场。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一高度特征矩阵包括多个像素点的高度信息，其中，所述根据所述第一高度特征矩阵，确定第一灰度图像，包括：
根据每个像素点的高度信息、所述高度特征矩阵中的最大高度信息、所述高度特征矩阵中的最小高度信息以及图像位数，确定每个像素点的灰度信息；
根据所有像素点的灰度信息，确定所述第一灰度图像。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取被测物体表面在参考温度下的第一高度特征矩阵以及在目标温度下的第二高度特征矩阵，包括：
获取未加热时所述被测物体表面的高度特征矩阵以及加热过程中所述被测物体表面在M个目标温度下的第二高度特征矩阵；
针对每个目标温度，确定对应的参考温度以及所述被测物体表面在所述参考温度下的第一高度特征矩阵，M为正整数，
其中，加热过程是在惰性气体的存在条件下进行的。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述M个目标温度按照温度从低到高排序，
其中，所述针对每个目标温度，确定对应的参考温度以及所述被测物体表面在所述参考温度下的第一高度特征矩阵，包括：
对于第i个目标温度，将所述未加热时的高度特征矩阵以及第i-1个目标温度下的第二高度特征矩阵，确定为所述参考温度下的第一高度特征矩阵，其中，i为整数，1<i≤M。


5.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯雪，岳孟坤，王锦阳，张金松，唐云龙，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11