一种多孔夹层板高温热屈曲瞬态全场变形过程测量方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105865366A(43)申请公布日2016.08.17(21)申请号201610411036.8(22)申请日2016.06.13(71)申请人中国科学院力学研究所地址100190北京市海淀区北四环西路15号(72)发明人袁武宋宏伟黄晨光(74)专利代理机构北京和信华成知识产权代理事务所(普通合伙)11390代理人胡剑辉(51)Int.Cl.G01B11/16(2006.01)G01N25/00(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图6页(54)发明名称一种多孔夹层板高温热屈曲瞬态全场变形过程测量方法(57)摘要本发明公开了提供一种多孔夹层板高温热屈曲瞬态全场变形过程测量方法,首次将非接触式光学测量方法3D-DIC方法应用到薄板及夹层板结构热屈曲实验当中，对热屈曲变形行为进行了全场实时地测量。散斑制作，对试样板表面进行喷砂处理后使用高温油漆喷涂散斑；CCD相机内外参数标定；图像采集，在加热炉的观察窗口处放置冷光源并在光纤头处粘贴毛玻璃片，控制加热速率低于10℃/min；采集时，使用短焦距镜头同时采用滤光片进行图像采集；图像几何矫正；三维形貌重建，通过对CCD相机采集得到的图像进行几何校正后计算得到结构的三维变形场，并对所述三维变形场根据高斯滤波函数进行滤波处理。CN105865366ACN105865366A权利要求书1/1页1.一种多孔夹层板高温热屈曲瞬态全场变形过程测量方法，其特征在于，包括以下步骤：1)散斑制作，先对试样板表面进行喷砂处理，之后使用能够承受800℃高温并混合有粘接剂的高温油漆在所述试样板上喷涂散斑，最后将喷涂好散斑的试样板在室温下放置48小时；2)CCD相机内外参数标定，使用具有棋盘格的纸贴在玻璃板上得到标定板，采集13张不同位置的标定板图形进行标定来计算左右CCD相机的内外参数；3)图像采集，采集散斑图像之前，在加热炉上方的观察窗口处放置改善炉腔内部光学环境的冷光源，在所述冷光源的光纤头处粘贴使光线能均匀分布在加热环境中毛玻璃片；加热过程中，控制加热速率低于10℃/min；采集时，使用短焦距镜头同时采用滤光片进行图像采集；4)图像几何矫正，在对左右图像进行匹配之前，依据标定得到的相机内外参数对图像进行几何校正；5)三维形貌重建，通过对CCD相机采集得到的图像进行几何校正后计算得到结构的三维变形场，并对所述三维变形场根据高斯滤波函数进行滤波处理，所述高斯滤波函数为：其中，f(x，y)为进行滤波的图像的灰度函数，而g(x，y)是通过滤波得到的图像的灰度函数，是卷积算子，σ是高斯函数的均方差，离散方程可以得到：其中2m+1和2n+1分别为高斯计算模板的大小。2.根据权利要求1所述的一种多孔夹层板高温热屈曲瞬态全场变形过程测量方法，其特征在于，步骤1)中还包括消除散斑表面的反光，具体为：在进行实验之前，将喷涂好散斑的试样板放入加热炉中加热到100℃，使得散斑表面的油漆氧化，之后再自然冷却到室温。3.根据权利要求1所述的一种多孔夹层板高温热屈曲瞬态全场变形过程测量方法，其特征在于，步骤1)中，通过高温油漆制备出的散斑尺寸为0.5mm-2mm。4.根据权利要求1所述的一种多孔夹层板高温热屈曲瞬态全场变形过程测量方法，其特征在于，步骤2)中，所述标定板为使用具有棋盘格的纸贴在玻璃板制作得到。2CN105865366A说明书1/6页一种多孔夹层板高温热屈曲瞬态全场变形过程测量方法技术领域[0001]本发明涉及一种多孔夹层板高温热屈曲瞬态全场变形过程测量方法。背景技术[0002]相比于常温环境，高温条件下多孔夹层板结构变形的测量更为困难。目前对于高温环境下结构变形的测量主要包括接触式以及非接触式两个方面。其中，接触式测量方法主要包括高温应变片和位移传感器等。而非接触式测量方法主要包括干涉方法，例如云纹法，电子散斑干涉方法、激光散斑相关方法，以及非干涉方法，例如数字图像相关方法(DIC)。[0003]由于非接触式测量方法不改变结构表面的力学性能，在高温环境下的实验测量中备受关注。数字图像相关技术由2D-DIC发展到3D-DIC，从而测量得到了结构的离面位移。[0004]由于这种方法具有非接触、高分辨率、全场测量等优点开始在实验力学领域得到了广泛的应用。但是将其应用在高温环境下对具有较大尺寸的点阵夹层板热屈曲行为进行全场测量，仍然需要克服一些实验上的困难。跟一般环境相比，主要存在以下难点：[0005](1)普通的油漆在高温环境中容易挥发，用于制备常温散斑的材料已经无法使用。[0006](2)由于点阵夹层板热屈曲实验中相机视野比较大，为了提高DIC图像的相关系数，需要制备跟试件大小相匹配并且满足精度要求的散斑。[0007](3)由于炉腔封闭