种飞机耐高温构件三维表面振动疲劳损伤测量方法
成果类型:: 发明专利
发布时间: 2022-09-22 13:35:11
一种飞机耐高温构件三维表面振动疲劳损伤测量方法本发明公开了一种飞机耐高温构件三维表面振动疲劳损伤测量方法,包括步骤:一、将飞机耐高温构件固定在振动疲劳试验平台上,在振动疲劳试验平台周侧设置多个用于采集飞机耐高温构件多角度图像的图像数据的相机;二、收集飞机耐高温构件的三维物理模型的模型数据;三、计算飞机耐高温构件的三维物理模型的模型数据与图像数据之间的映射关系;四、构建飞机耐高温构件的全表面三维损伤模型,获取飞机耐高温构件三维表面损伤位置和损伤量。本发明建立在严格的数学映射关系上,能够实现良好的检测精度,所建立的全表面三维损伤模型是基于实物图像,是对实际情况的直接反应,能够提高受损部件损伤的辨识精度,对细节的展示更加丰富,建模速度更快。
本发明属于振动疲劳损伤测量技术领域,具体涉及一种飞机耐高温构件三维表面振动疲劳损伤测量方法。
提供一种飞机耐高温构件三维表面振动疲劳损伤测量方法,是建立在严格的数学映射关系上的,能够实现良好的检测精度,自动化模型建立,根据射影变换、坐标系转换确定的逐像素建模具有较高的精度,对系统和零件要求低,不需要额外配备扫描零件,实现非接触式测量,所建立的全表面三维损伤模型是基于实物图像的,是对实际情况的直接反应,因此能够提高受损部件损伤的辨识精度,对细节的展示更加丰富,建模时间更短,建模速度更快,便于推广使用。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种飞机耐高温构件三维表面振动疲劳损伤测量方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
步骤一、将飞机耐高温构件固定在振动疲劳试验平台上,在振动疲劳试验平台周侧设置多个用于采集飞机耐高温构件多角度图像的图像数据的相机;
步骤二、按照设计的振动疲劳试验参数启动振动疲劳试验平台,收集飞机耐高温构件的三维物理模型的模型数据,所述模型数据包括三角面元、面元顶点坐标、面坐标和面法向量;所述振动疲劳试验参数包括振动强度和振动时间;
步骤三、计算飞机耐高温构件的三维物理模型的模型数据与图像数据之间的映射关系;
步骤四、根据所述映射关系构建飞机耐高温构件的全表面三维损伤模型,将构建的飞机耐高温构件的全表面三维损伤模型与飞机耐高温构件的全表面三维标准模型进行比较,获取飞机耐高温构件三维表面损伤位置和损伤量。
结构振动疲劳是指由振动或噪声等激励导致结构发生疲劳破坏的一种现象。振动疲劳试验作为验证结构动强度的一种重要方式被广泛应用于航空航天和轨道交通等领域,而如何在振动疲劳试验过程中准确快速地测量损伤信息会直接影响试验判据,是振动疲劳试验领域的重点研究问题。
目前主流的飞机耐高温构件振动疲劳损伤测量方法是通过加速度传感器、激光位移传感器或激光测振仪等对运动信号进行监测,同时通过应变片对试验件的应力水平进行分析,综合二者的信息进行损伤信息的判断与获取。这种方法虽然能够在试验件发生损伤后发现信号的变化,但是其灵敏度不高,损伤测量精度低,传感器接触式安装在飞机耐高温构件表面,还会受其他因素的干扰。
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种飞机耐高温构件三维表面振动疲劳损伤测量方法,是建立在严格的数学映射关系上的,能够实现良好的检测精度,自动化模型建立,根据射影变换、坐标系转换确定的逐像素建模具有较高的精度,对系统和零件要求低,不需要额外配备扫描零件,实现非接触式测量,所建立的全表面三维损伤模型是基于实物图像的,是对实际情况的直接反应,因此能够提高受损部件损伤的辨识精度,对细节的展示更加丰富,建模时间更短,建模速度更快,便于推广使用。
西安交通大学(Xi’an Jiaotong University),简称“西安交大”,位于陕西省西安市,是中华人民共和国教育部直属的综合性研究型全国重点大学,由教育部与国家国防科技工业局共建,位列国家“双一流”, 首批进入国家“211工程”和“985工程”,是国家“七五”“八五”重点建设高校,入选“珠峰计划”“强基计划”“2011计划”“111计划”、卓越工程师教育培养计划、卓越医生教育培养计划、卓越法律人才教育培养计划,是环太平洋大学联盟、九校联盟(C9) 、中国大学校长联谊会、全球能源互联网大学联盟、中俄综合性大学联盟、中俄交通大学联盟、CDIO工程教育联盟、丝绸之路大学联盟成员高校,是中国人工智能教育联席会理事长单位、学位授权自主审核单位,是中国三所开设少年班高校之一。
本发明的有益效果是,是建立在严格的数学映射关系上的,能够实现良好的检测精度,自动化模型建立,根据射影变换、坐标系转换确定的逐像素建模具有较高的精度,对系统和零件要求低,不需要额外配备扫描零件,实现非接触式测量,所建立的全表面三维损伤模型是基于实物图像的,是对实际情况的直接反应,因此能够提高受损部件损伤的辨识精度,对细节的展示更加丰富,建模时间更短,建模速度更快,一键式、批量化构建飞机耐高温构件损伤模型,操作简单,预览方便,便于推广使用。
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