本文關(guān)鍵詞：基于激光動(dòng)態(tài)散斑的高速斷續(xù)切削面銑刀的應(yīng)力場(chǎng)測(cè)量

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【摘要】：激光數(shù)字散斑測(cè)量作為一種精密的測(cè)量方式正在被應(yīng)用到工程測(cè)量的各個(gè)領(lǐng)域中去,在研究高速斷續(xù)切削下面銑刀刀具變形應(yīng)用方面,該種測(cè)量方式利用的顯然不夠成熟,隨著科技的不斷發(fā)展,測(cè)量裝置硬件性能的逐步提高,軟件算法的不斷改進(jìn)和優(yōu)化,圖像處理的精度可達(dá)到0.01像素級(jí)別,而激光散斑測(cè)量所特有的非接觸性、全區(qū)域性和高精度等優(yōu)點(diǎn)為刀具的形變測(cè)量帶來(lái)了極大的便利。首先,本文提出了散斑測(cè)量實(shí)驗(yàn)所需要的測(cè)量裝置的設(shè)計(jì)方法,搭建了基于FPGA的高速圖像數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),測(cè)量裝置借助雙脈沖綠色激光器,將高速工業(yè)CCD、霍爾傳感器、FPGA與PC上位機(jī)連接,完成了對(duì)高速斷續(xù)切削下的面銑刀刀具表面的散斑圖像的采集工作。其次,文中詳細(xì)介紹了散斑圖像處理軟件的設(shè)計(jì)工作,依據(jù)數(shù)字散斑相關(guān)的基本原理,介紹了梯度法求解亞像素的過(guò)程,利用VC6.0和MATLAB進(jìn)行混合編程,生成可實(shí)際應(yīng)用散斑測(cè)量的COM組件,并通過(guò)兩幅加載物體變形散斑圖,得出了物體形變后的應(yīng)變與應(yīng)力場(chǎng)分布。另外,參照有限元法模擬的相關(guān)理論,利用AdvantEdge軟件完成了對(duì)面銑刀刀具進(jìn)行高速斷續(xù)切削加工工況下的模擬仿真,得到了外界環(huán)境因素對(duì)刀具變形的影響參數(shù),獲知了刀具在切削過(guò)程中容易產(chǎn)生破損的關(guān)鍵部位。最后,在大型數(shù)控加工中心完成了對(duì)高速斷續(xù)切削下面銑刀刀具變形的激光數(shù)字散斑測(cè)量實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)中不斷改變主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度等切削參數(shù)獲得了相應(yīng)條件下的散斑圖像,并將采集到的散斑圖像導(dǎo)入之前設(shè)計(jì)的圖像處理軟件,得到了刀具表面的應(yīng)力場(chǎng)分布。
【關(guān)鍵詞】：激光散斑測(cè)量 FPGA 散斑圖像 面銑刀 有限元 應(yīng)力場(chǎng)
【學(xué)位授予單位】：山東建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG547
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 課題的研究背景和意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 刀具應(yīng)力場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)研究和理論研究11-13
• 1.2.2 數(shù)字散斑相關(guān)方法的應(yīng)用13-14
• 1.3 本論文主要研究?jī)?nèi)容14-15
• 第2章 激光散斑測(cè)量裝置15-24
• 2.1 雙脈沖綠色激光器工作原理15-18
• 2.1.1 激光增益介質(zhì)和Q開(kāi)關(guān)的選用15-17
• 2.1.2 雙脈沖綠光的輸出17-18
• 2.2 基于FPGA的圖像采集與存儲(chǔ)系統(tǒng)18-23
• 2.2.1 系統(tǒng)組成18-22
• 2.2.2 CCD的選用22
• 2.2.3 系統(tǒng)的工作機(jī)理22-23
• 2.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的調(diào)試23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 第3章 散斑圖像處理軟件設(shè)計(jì)24-36
• 3.1 散斑相關(guān)方法24-29
• 3.1.1 相關(guān)搜索方法25
• 3.1.2 亞像素位移的測(cè)量方法25-27
• 3.1.3 梯度求解亞像素27-29
• 3.2 數(shù)字散斑軟件(DSCM)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)29-35
• 3.3 本章小結(jié)35-36
• 第4章 高速斷續(xù)切削仿真研究36-52
• 4.1 銑削力有限元模型的建立36-39
• 4.1.1 銑削力模型的選用36
• 4.1.2 有限元模擬研究現(xiàn)狀36-39
• 4.2 有限元仿真軟件的選用39-40
• 4.3 建立有限元模型40-44
• 4.3.1 解析銑削條件下的熱力耦合方程40
• 4.3.2 解析銑削條件下的彈塑性應(yīng)力方程40-41
• 4.3.3 熱傳導(dǎo)控制方程41-42
• 4.3.4 創(chuàng)建金屬切削加工材料的本構(gòu)模型42-43
• 4.3.5 確立摩擦模型43-44
• 4.4 網(wǎng)格劃分44-45
• 4.5 利用AdvantEdge建立銑削有限元模型并實(shí)現(xiàn)仿真45-51
• 4.5.1 建立銑削模型45-47
• 4.5.2 仿真結(jié)果文件的分析47-51
• 4.6 本章小結(jié)51-52
• 第5章 散斑測(cè)量實(shí)驗(yàn)52-65
• 5.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備和條件52-55
• 5.1.1 設(shè)備的選用52-53
• 5.1.2 實(shí)驗(yàn)步驟53-55
• 5.2 仿真實(shí)驗(yàn)55-56
• 5.3 散斑圖像處理56-61
• 5.3.1 刀具表面圖像處理56-58
• 5.3.2 其他數(shù)據(jù)采樣分析58-61
• 5.4 散斑測(cè)量裝置的改進(jìn)61-64
• 5.4.1 測(cè)控系統(tǒng)的小型化和一體化61-63
• 5.4.2 構(gòu)建三維模型63-64
• 5.5 本章小結(jié)64-65
• 第6章 總結(jié)與展望65-66
• 6.1 總結(jié)65
• 6.2 展望65-66
• 參考文獻(xiàn)66-70
• 致謝70-71
• 攻讀碩士學(xué)位期間論文發(fā)表及科研情況71-72

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

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3 任晨綱;梁永輝;于起峰;;基于散斑成像技術(shù)的擴(kuò)展目標(biāo)高分辨率復(fù)原[J];光子學(xué)報(bào);2014年02期

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本文編號(hào)：767485