發(fā)布時間：2021-10-28 15:23

　　為克服紅外熱像法的不足,提出一種基于表面紅外偏振熱像特征的金屬疲勞損傷評估方法。首先給出金屬疲勞損傷評估偏振熱成像的理論基礎(chǔ),然后通過實(shí)驗(yàn)說明疲勞損傷過程表面微觀形貌的變化規(guī)律,再基于Tsalis熵進(jìn)行目標(biāo)圖像分割并分析其特征,最后通過主成分分析進(jìn)行特征選擇并構(gòu)建基于BP（back propagation）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非線性預(yù)測模型。結(jié)果表明,模型訓(xùn)練、驗(yàn)證、測試結(jié)果與實(shí)際實(shí)驗(yàn)測量值具有較好的相關(guān)性,Q235平板試件的拉-拉疲勞損傷預(yù)測平均誤差小于20%。 

【文章來源】：光學(xué)學(xué)報(bào). 2020,40(14)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：11 頁

【部分圖文】：

疲勞損傷偏振熱成像示意圖

選取電液伺服疲勞試驗(yàn)機(jī)(長春機(jī)械院SDS-200)作為實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),采用紅外偏振相機(jī)(PolarCamera-IR-640)進(jìn)行偏振熱像觀測,采用3D 輪廓測量儀(基恩士VR-3000)對表面微觀形貌進(jìn)行觀測。SDS-200疲勞試驗(yàn)機(jī)最大負(fù)荷為±200 kN,最大位移為±75 mm,可用于較大載荷疲勞監(jiān)測以及靜態(tài)測試。PolarCamera-IR-640型熱紅外偏振相機(jī)能夠?qū)崟r獲取場景沿原始偏振方向(0°、60°、120°)的紅外圖像,并提供單幀采集和連續(xù)采集功能,可對三個偏振方向的圖像進(jìn)行實(shí)時配準(zhǔn)校正,對偏振Stokes進(jìn)行實(shí)時計(jì)算并顯示。試樣材料為Q235碳素結(jié)構(gòu)鋼(GB/T 3075-2008),屈服值在235 MPa左右,含碳量適中,力學(xué)性能好,強(qiáng)度、塑性和焊接性能可以得到較好的配合,用途非常廣泛。試驗(yàn)采用的Q235試樣在疲勞試驗(yàn)機(jī)上測得其屈服載荷為35 kN。該試樣由同一批次材料經(jīng)激光切割加工所得,試樣的幾何尺寸見圖3。

試樣材料為Q235碳素結(jié)構(gòu)鋼(GB/T 3075-2008),屈服值在235 MPa左右,含碳量適中,力學(xué)性能好,強(qiáng)度、塑性和焊接性能可以得到較好的配合,用途非常廣泛。試驗(yàn)采用的Q235試樣在疲勞試驗(yàn)機(jī)上測得其屈服載荷為35 kN。該試樣由同一批次材料經(jīng)激光切割加工所得,試樣的幾何尺寸見圖3。對材料試樣所含成分進(jìn)行分析(innov x-5000 熒光光譜儀),得到材料所含元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)如表1 所示。通過拉伸試驗(yàn)獲得材料的屈服強(qiáng)度為300 MPa、抗拉強(qiáng)度為415 MPa。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3462994