【技术实现步骤摘要】
一种基于摄影测量的大型结构位移场重构方法
[0001]本专利技术属于光测实验力学
，具体涉及一种大型结构位移场重构方法。
技术介绍
[0002]复合材料由于其质量轻、强度高、可设计性强等特点，现以广泛应用于航空航天领域。例如在各类飞机的设计过程中，往往采用复合材料作为大型加筋壁板的设计材料，以降低其重量并提高承载能力。对于大型结构而言，获取其全场变形信息较为困难，但复合材料加筋壁板在服役过程通常往往承受弯曲、压缩等载荷作用，为确保设计的可靠性，获取大型结构在加载条件下的全场位移信息具有重要工程意义。
[0003]对于大型结构而言，传统位移、应变传感器虽精度高、稳定性好，但无法有效获取其全场的位移信息。目前常用的全场位移测量方法主要包括基于数字图像相关的测量方法、模态叠加法、Ko位移理论、逆有限元法。数字图像相关方法需要在结构表面制作人工散斑图案，且测量精度随视场的增大而减小，因此为保证测量精度，往往视场受限。模态叠加法需要利用有限元求解结构的模态振型信息进行扩展，当边界条件难以确定时，往往无法获取满意的重构结果...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于摄影测量的大型结构位移场重构方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：测点选择及有限元建模；根据待测结构的几何特征建立有限元模型，得到待测结构全场N个节点处在有限元坐标系下的位置坐标信息，记为sit_xy；在N个节点中选定测点，测点的数量记为n，测点在有限元坐标系下的位置坐标信息记为sit；步骤2：在测点位置布置非编码标记点，在待测结构测点以外地方布置编码标记点；步骤3：对变形前后的待测结构进行单相机多摄站摄影测量，获取变形前后测点在摄影测量坐标系下的位置坐标信息；步骤4：利用奇异值分解求解摄影测量坐标系与有限元坐标系间的平移矩阵；步骤5：利用步骤4得到的平移矩阵，将变形前后摄影测量坐标系下测点位置信息转化到有限元坐标系下，对变形前后有限元坐标系下测点的位置信息求差值得到测点位移U
n
×1；步骤6：利用步骤1得到的n个测点和全场N个节点在有限元坐标系下的位置坐标信息和步骤5得到的在有限元坐标系下测点位移，构造二维切比雪夫多项式矩阵，从而实现对待测结构的位移场重构。2.根据权利要求1所述的一种基于摄影测量的大型结构位移场重构方法，其特征在于，所述步骤2的具体过程为：在测点位置布置非编码标记点，在待测结构测点以外地方布置编码标记点；非编码标识点为两个同心圆，小圆内部为白色，同心圆之间的部分为黑色，大圆外部为白色，每个非编码标识点的形状大小相同，用于获取测点在变形前后的位置坐标信息；编码标识点为三个同心圆，最小圆内部为白色，最小圆和中间圆之间的部分为黑色；中间圆与最大圆之间的部分均分为15个小块，对于每一个小块，编码方式为：如果小块颜色为白色则表示二进制中的1，如果小块颜色为黑色则表示二进制中的0；编码标识点为15位二进制编码，对应解码过程为：以15个小块中的任意小块为起点，按指定顺序计算连续15个小块的二进制编码，从而得到该标识点的15位二进制编码，并将其转化为十进制码数，遍历完所有小块后，其中十进制码数的最小值即为该编码标记点的编码值。3.根据权利要求2所述的一种基于摄影测量的大型结构位移场重构方法，其特征在于，所述步骤3的具体过程为：对变形前后的待测结构进行单相机多摄站摄影测量，获取一系列待分析图像；经过图像特征提取、标识点定位解算求解得到被测结构测点变形前后在摄影测量坐标系下的位置坐标信息；其中变形前的位置坐标矩阵记为Ph1，变形后的位置坐标矩阵记为Ph2。4.根据权利要求3所述的一种基于摄影测量的大型结构位移场重构方法，其特征在于，所述步骤4的具体过程为：设测点在有限元坐标系和摄影测量坐标系下的坐标分别为P
FEMi
＝(X
FEMi
，Y
FEMi
，Z
FEMi
)和P
Phoi
＝(X
Phoi
，Y
Phoi
，Z
Phoi
)；所选测点的质心坐标分别为)；所选测点的质心坐标分别为和则质心坐标通过如下表达式计算得到：
...
【专利技术属性】
技术研发人员：文立华，娄群，吕钧澔，校金友，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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