數(shù)字圖像相關(guān)方法是現(xiàn)代力學(xué)測量技術(shù)中極富魅力的非接觸性全場測量手段,由于它測量設(shè)備簡單、測量環(huán)境要求低、全場非接觸性等性質(zhì)被廣泛的應(yīng)用于科研及工程領(lǐng)域。在數(shù)字圖像相關(guān)方法中,散斑場作為承載試件變形信息的載體在變形測量中發(fā)揮了舉足輕重的作用。散斑場質(zhì)量對于數(shù)字圖像相關(guān)方法的計算精度、計算結(jié)果的一致性有著十分重要的影響。本論文首次提出了采用UV噴墨打印的方法在試件表面直接打印優(yōu)化的數(shù)字散斑場,該方法能夠完全排除人為主觀因素對于散斑場質(zhì)量的影響,對于推行散斑場標(biāo)準(zhǔn)化有著重要的意義。本論文研究了UV噴墨打印散斑場的制作工藝:首先使用丙烯酸漆對待測試件表面進行預(yù)處理,待其干燥后,通過一臺國產(chǎn)改造的UV平板打印機實現(xiàn)優(yōu)化數(shù)字散斑場在試件表面的制作。為了測量該UV平板打印機在涂層表面打印的精度,本文搭建了一套二維圖像顯微測量系統(tǒng)對微米級別打印墨點的面積、圓度、定位精度進行測試,最終測得墨點邊緣定位的均方根誤差為0.1mm,墨點的平均圓度為0.85。為了確定該UV平板打印機所能復(fù)制散斑的最小粒徑,本文基于圓形分布散斑場的模擬原理,提出了圓形分布散斑場打印質(zhì)量的評價方法。其步驟為:(1)選取稀疏的散斑陣列為測試對象(點與點之間避免重疊);(2)使用基于圖像邊緣與灰度的adtapttresh函數(shù)對圖像進行二值化處理;(3)使用圓度與面積比(獨立散斑理論面積/獨立散斑打印面積)兩項評價指標(biāo)對散斑場打印質(zhì)量進行評價,當(dāng)兩個評價指標(biāo)值皆大于95%時,即可在打印過程中滿足散斑場對于散斑粒徑、占空比以及隨機度的要求。確定了該改裝UV打印機對數(shù)字散斑場進行復(fù)制轉(zhuǎn)移所需最小粒徑為1mm。通過靜態(tài)噪聲實驗、小變形場測量實驗、四點彎測量實驗分別測試靜態(tài)、小變形、明顯變形過程中打印散斑場中噪聲誤差的分布、應(yīng)變場測量精度、全場變形的一致性。實驗表明該工藝方法制作的數(shù)字散斑場與試件表面有很好的粘接性與抗剪切性能。該散斑場相對于傳統(tǒng)散斑場有著明顯的抗噪聲干擾能力,能夠高精度、高可靠性的表征全場變形,并且擁有高度的全場一致性。這同時也證明了對于圓形分布散斑場打印質(zhì)量評價方法的合理性。
【學(xué)位單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TP334.8;O348
【部分圖文】：

數(shù)字圖像相關(guān)原理示意圖

UV平板打印機

圖 2.2 0 級與 5 級附著力在拉伸試驗中的體現(xiàn)：(a)圖案與試件的附著力為 0 級；(b)圖案與試件的附著力為 5 級綜上所述，UV 平板打印機直接在金屬表面打印的散斑場不能夠滿足實驗的要求獲得粘接性可靠的散斑場，需要使用丙烯酸底漆對金屬表面進行處理，然后在涂層
【參考文獻】

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本文編號：2843589