本文關(guān)鍵詞：便攜式橋梁檢測系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

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【摘要】：隨著我國交通運輸壓力的增長,橋梁病害也頻繁出現(xiàn)。這些病害若不能及時發(fā)現(xiàn)并做出相應(yīng)的治理,將會對橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生很大的損害,必然會給交通事故埋下隱患。同時,在橋梁檢測中也存在著很多不方便之處,如檢測效率低,需要的人力多,檢測成本高等。為了解決目前存在的這些問題,本課題是長安大學(xué)與舟山市定海區(qū)交通工程質(zhì)監(jiān)站聯(lián)合提出的一種便攜式橋梁檢測系統(tǒng)。文中主要設(shè)計了一種全新的集機械電子、圖像處理、軟件應(yīng)用等技術(shù)于一體的便攜式橋梁檢測系統(tǒng),整個系統(tǒng)包括機械伸縮和檢測系統(tǒng)。尤其是在機械伸縮機構(gòu)方面有一定的創(chuàng)新。本文首先對該系統(tǒng)做出了整體的設(shè)計方案,機構(gòu)采用便攜式輕型設(shè)計,伸縮管采用鋁合金方管,伸縮方式上有別于現(xiàn)有的伸縮式檢測設(shè)備,固定機構(gòu)能夠適應(yīng)多種橋梁護(hù)欄。對垂直伸縮桿、水平伸縮桿、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)尺寸以及方式做了詳細(xì)的設(shè)計,得出了具體的設(shè)計參數(shù)并建立了三維模型,對所用到的電機也做了選擇。在ANSYS的workbench中定義材質(zhì)屬性、劃分網(wǎng)格、施加載荷,最后通過分析計算得知變形和應(yīng)力都符合實際工程要求。其次,文中還對裂縫寬度的測量做了詳細(xì)的研究。平板和CCD相機通過無線連接采集裂縫病害圖像,對采集到的圖像進(jìn)行預(yù)處理獲得裂縫邊緣,檢測邊緣間的像素寬度,再經(jīng)過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換得到裂縫的真實寬度。最后,文中開發(fā)了專用的檢測軟件,主要對裂縫寬度進(jìn)行測量,也能對其它病害進(jìn)行拍照記錄。將機械機構(gòu)和檢測系統(tǒng)集合到一起組成一個完整的橋梁檢測系統(tǒng)。對檢測軟件進(jìn)行標(biāo)定后,整個檢測系統(tǒng)在學(xué)校的彩虹橋上做了完整的實驗驗證。通過實驗得知該機械系統(tǒng)能夠穩(wěn)定實現(xiàn)設(shè)計的要求,檢測系統(tǒng)在裂縫寬度測量時也能夠達(dá)到實際橋梁檢測的要求。
【關(guān)鍵詞】：便攜式 有限元分析 橋梁檢測 寬度測量
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U446
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-15
• 1.1 課題研究的背景及意義8-10
• 1.2 國內(nèi)外橋梁檢測的現(xiàn)狀10-14
• 1.3 本課題的主要內(nèi)容14-15
• 第二章 便攜式橋梁檢測系統(tǒng)整體方案設(shè)計15-27
• 2.1 橋梁檢測系統(tǒng)的功能及其要求15
• 2.2 橋梁檢測系統(tǒng)總體方案設(shè)計15-16
• 2.3 機械伸縮機構(gòu)的展開過程16-17
• 2.4 機械伸縮機構(gòu)的設(shè)計17-22
• 2.4.1 垂直伸縮模塊18
• 2.4.2 水平伸縮模塊18-19
• 2.4.3 旋轉(zhuǎn)模塊19-22
• 2.5 檢測系統(tǒng)的設(shè)計22-26
• 2.5.1 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)22-25
• 2.5.2 系統(tǒng)的工作原理25-26
• 2.5.3 軟件模塊26
• 2.6 本章小結(jié)26-27
• 第三章 機械伸縮機構(gòu)的有限元分析27-38
• 3.1 彈性力學(xué)基本理論27-30
• 3.2 有限元法簡介30-31
• 3.3 ANSYS workbench簡介31-32
• 3.3.1 ANSYS workbench的特點31-32
• 3.3.2 分析的基本過程32
• 3.4 機械伸縮機構(gòu)有限元模型建立32-35
• 3.4.1 機械伸縮機構(gòu)的幾何實體模型33
• 3.4.2 機械伸縮機構(gòu)的網(wǎng)格劃分33-34
• 3.4.3 邊界條件及載荷的處理34-35
• 3.5 機械伸縮機構(gòu)力學(xué)分析35-37
• 3.5.1 機械伸縮機構(gòu)均勻受載35-36
• 3.5.2 水平桿端部集中受載36-37
• 3.6 本章小結(jié)37-38
• 第四章 橋梁裂縫的提取與寬度測量38-58
• 4.1 橋梁裂縫的分類38-39
• 4.2 灰度變換39-43
• 4.2.1 線性灰度增強39-40
• 4.2.2 分段線性灰度增強40
• 4.2.3 非線性灰度增強40-41
• 4.2.4 直方圖增強技術(shù)41-43
• 4.3 圖像平滑去噪43-47
• 4.3.1 鄰域平均法43
• 4.3.2 高斯平滑43-44
• 4.3.3 中值濾波44-47
• 4.4 邊緣檢測47-52
• 4.4.1 梯度算子和Roberts算子47-48
• 4.4.2 Sobel算子48-49
• 4.4.3 拉普拉斯算子49-50
• 4.4.4 高斯拉普拉斯算子50-52
• 4.5 裂縫寬度測量52-57
• 4.5.1 創(chuàng)建裂縫區(qū)域52-53
• 4.5.2 裂縫邊緣提取測量53-56
• 4.5.3 像素寬度和實際寬度轉(zhuǎn)換56-57
• 4.6 本章小結(jié)57-58
• 第五章 檢測系統(tǒng)軟件的設(shè)計與實驗58-65
• 5.1 軟件開發(fā)環(huán)境及功能介紹58-59
• 5.2 裂縫的檢測流程59
• 5.3 軟件標(biāo)定與實驗59-64
• 5.4 本章小結(jié)64-65
• 總結(jié)與展望65-67
• 總結(jié)65
• 展望65-67
• 參考文獻(xiàn)67-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果70-71
• 致謝71

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