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一种实时残余应力测量系统及方法技术方案

技术编号:5408422 阅读:302 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种实时残余应力测量系统及方法,利用三维数字图像相关对试件进行三维表面坐标重构,对试件钻孔前后孔周边的散斑图像进行相关搜索,计算得到钻孔前后的三维位移场。试件的钻孔深度能够通过步进电机控制器对步机电机的控制,经过蜗轮蜗杆机构的平移实现电主轴的高精度自动进给。根据曲面的钻孔区域的平面假设,结合钻孔测量残余应力的理论公式,可以计算得到试件残余应力的大小。该系统的能够实时地高精度进给钻孔的深度,步进测量试件随深度变化时残余应力的大小。该测试系统及方法测量残余应力具有实时性,高精度,非接触,全场位移测量,操作灵活方便等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种实时钻孔测量残余应力的系统并利用三维数字图像相关技术测 量残余应力,该专利技术属于光测实验力学,工程材料,构件变形,三维重构和钻孔残余应力测量领域。
技术介绍
残余应力是指产生应力的各种外部因素撤除之后在材料内部依然存在,并通过自 身保持平衡的应力。产生残余应力的外部因素有很多,如温度变化、材料加工、喷丸处理、表 面处理,相变、析出等。残余应力直接影响结构使用性能,尤其在工程管道中,焊接残余应力 直接影响结构的安全使用性能,它能促进材料产生应力腐蚀开裂,降低疲劳性能和脆断抗 力,降低结构尺寸稳定性等。因此,残余应力测试是工程和科研工作中所需要的重要测试技 术。当前可供应用的残余应力测定方法按其实质可有两大类别。第一类残余应力测定方法 为应力释放方法,即利用切割使构件中的残余应力释放,根据切割方式和相应的释放应变 数量计算残余应力。在工程现场测定中,损伤被测工件程度相对较小的钻孔法得到较多的 应用。钻孔法测量残余应力是一种半破坏的测量残余应力的方法,该方法损伤小,测量精度 较高,广泛应用于焊接结构的残余应力测量。钻孔法的理论基础是基于弹性理论的Kirsch 问题,将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实时残余应力测量系统,其特征在于:该系统包括带有钻头(2)的电主轴(3)、电主轴调频器(11)、第一CCD相机(8)、第二CCD相机(9)、安装有“三维数字图像相关的钻孔残余应力测量计算软件”的计算机(12)、步进电机(7)、步进电机控制装置(10)、电主轴平移驱动装置、冷光源(14)、棋盘格标定板(15)、固定平板(16)和试件固定调节装置(13);所述的第一CCD相机(8)和第二CCD相机(9)安装在相机调节支架上,并通过控制线与所述的计算机相连接;所述的电主轴平移驱动装置包括涡轮涡杆机构(6)和步进平移台(5),步进平移台设置在涡轮涡杆上,电主轴(3)通过平移台连接架(4)安装在步进...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:谢惠民胡振兴王怀喜
申请(专利权)人:清华大学
类型:发明
国别省市:11[]

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