Méthode de corrélation des images numériques (DIC)

Capturez des motifs aléatoires de taches sur la surface de l'objet avec une caméra haute résolution, contrastant les différences d'image avant et après le chargement, calculant le champ de déplacement par rapport au champ de déformation.

Mesure tridimensionnelle: au moins deux caméras sont nécessaires pour prendre des photos synchronisées sous différents angles, en combinaison avec la technologie de vision stéréoscopique pour reconstruire la transformation tridimensionnelle.

Méthode d'interférence optique

Comme l'interférométrie hétérodyne Multiplex, utilisez le principe d'interférence laser pour mesurer de petits déplacements, avec une sensibilité et une capacité anti - interférence élevées.

Découplage Multi - degrés de liberté: différencier les déformations à différents degrés de liberté (p. ex. Translation axiale, déflexion angulaire) par la conception du chemin optique et l'analyse de phase.

Composition du système

Matériel: source de lumière laser, éléments optiques (séparateur de faisceau, miroirs), caméras de haute précision, cartes d'acquisition d'images.

Logiciel: algorithme de correspondance de taches, programme de traitement de phase, reconstruction 3D et module de visualisation.

II. Méthode de jugement des transformations

Le système détermine le type et le degré de transformation en procédant comme suit:

Réglage des seuils et détection des anomalies

Des seuils de déplacement / déformation prédéfinis en fonction des propriétés du matériau ou des critères de sécurité déclenchent des alertes lorsque les données de surveillance en temps réel dépassent le seuil.

Ajustement dynamique des seuils: combinez des données historiques avec des algorithmes de machine learning pour optimiser de manière adaptative les seuils en fonction de situations de travail complexes.

Analyse de découplage Multi - degrés de liberté

Modélisation géométrique: établir un modèle mathématique de l'objet mesuré, en précisant les relations de couplage entre les degrés de liberté.

Algorithme de découplage: séparation des composantes de déformation indépendantes telles que la translation, la rotation, etc., par des équations de couplage ou des opérations matricielles.

Exemple: dans un test de monture de télescope, le système doit distinguer la translation axiale (Δz), le décalage latéral (Δy) et la rotation (RX) du miroir primaire du miroir secondaire pour éviter les erreurs de couplage.

Reconnaissance de mode

En utilisant l'analyse spectrale ou la transformation en ondelettes, identifier les caractéristiques de la déformation (par exemple, fréquence de vibration, type de vibration modale).

Diagnostic des défauts: comparez les modèles de déformation normaux et anormaux et jugez l'état de santé de la structure (par exemple, la propagation des fissures, le relâchement).

Iii. Méthode de calcul de la déformation

Le système permet un calcul précis des paramètres de déformation grâce au processus suivant:

Pré - traitement des données

Débruitage de l'image: utilisez un filtrage gaussien ou un débruitage moyen non local pour améliorer la clarté du motif de taches.

Optimisation de la dispersion: amélioration de la caractérisation de la dispersion par interpolation de sous - pixels ou manipulation morphologique.

Calcul du champ de déplacement

Algorithme DIC: basé sur l'intercorrélation normalisée à zéro (zncc) ou la méthode des moindres carrés itératifs, appariant les sous - régions tachetées.

Reconstruction tridimensionnelle: Combinez les principes de la vision binoculaire pour convertir un déplacement bidimensionnel en un changement de coordonnées spatiales tridimensionnelles.

Calcul du champ de déformation

Différenciation numérique: le tenseur de déformation est calculé par la méthode des moindres carrés ou par régression pondérée locale à l'aide des données du champ de déplacement.

Analyse de déformation primaire: extraire la déformation primaire maximale / minimale et la direction, évaluer le risque de défaillance du matériau.

Correction de couplage Multi - degrés de liberté

Compensation des erreurs: les résultats des mesures sont corrigés par un algorithme de Rétropropagation en combinaison avec les erreurs de couplage estimées par analyse par éléments finis (FEA).

Étalonnage en temps réel: Ajustez dynamiquement les paramètres optiques (tels que la distance focale de l'objectif, l'intensité de la source lumineuse) pendant le test pour garantir la précision de la mesure.

Visualisation et sortie des résultats

Diagramme de nuage de déformation: affichage de la distribution de déplacement / déformation en pseudo - couleurs, affichage intuitif des points chauds de déformation.

Courbe de parcours temporel: enregistre les changements de la déformation des points critiques au fil du temps, analyse des réponses dynamiques (par exemple, atténuation des vibrations, réponse aux chocs).

Iv. Scénarios d'application et limites

Applications typiques

Aérospatiale: essais d'élasticité aérodynamique des ailes, surveillance de la déformation thermique des moteurs - fusées.

Génie civil: analyse modale des vibrations des ponts, évaluation de la stabilité des pentes sous Simulation sismique.

Biomécanique: tests de compression du cartilage articulaire, évaluation de la biocompatibilité des implants.

Limites et orientation vers l'amélioration

Perturbations environnementales: les fluctuations de température, les perturbations atmosphériques peuvent introduire des erreurs de mesure.

Solution: avec une plate - forme d'isolation vibratoire, une cabine de contrôle de la température ou un algorithme de compensation environnementale.

Complexité de calcul: les données volumineuses, telles que la vidéo haute vitesse, nécessitent des ressources de calcul hautes performances.

Orientation optimisée: accélération GPU, calcul distribué ou traitement Edge ai.

Exigences de surface: les surfaces lisses ou réfléchissantes nécessitent un traitement supplémentaire (par exemple, peinture mate par pulvérisation).

Alternative: utilisation de la texture naturelle du matériau ou induction de taches par laser.

Le système de test de déformation à champ complet à degrés de liberté multiples permet de mesurer des déformations complexes avec une grande précision et un champ complet grâce à des mesures optiques et à des algorithmes intelligents. Sa capacité de jugement et de calcul repose sur la conception avancée des chemins optiques, la technologie de correspondance de taches et les algorithmes de découplage à degrés de liberté multiples, largement utilisés dans les domaines de la recherche scientifique et de l'industrie. À l'avenir, avec la fusion de l'optique computationnelle et de la technologie de l'IA, le système améliorera encore l'automatisation et l'efficacité de la mesure, offrant un soutien plus solide pour la surveillance de la santé structurelle dans les situations de travail.