【摘要】：為解決焊接過程中由于高溫高亮而使焊件變形難以測量的問題,采用改進(jìn)的數(shù)字圖像相關(guān)法和雙目立體視覺對金屬薄板焊接全場變形進(jìn)行測量。對弱相關(guān)圖像匹配的解決方法和數(shù)字圖像相關(guān)的算法進(jìn)行分析,并通過去噪和分段基準(zhǔn)保證弱相關(guān)圖像的正確匹配:首先,使用高斯平滑對原始圖像進(jìn)行去噪處理,消除焊接強(qiáng)光干擾;然后,采用分段建立基準(zhǔn)的方法解決了焊點(diǎn)區(qū)域因散斑質(zhì)量下降而出現(xiàn)的難以匹配的問題。對Newton-Raphson算法的二階梯度矩陣進(jìn)行簡化,提高相關(guān)計(jì)算的速度。在測量實(shí)驗(yàn)中,首先對板料表面進(jìn)行預(yù)處理與散斑制備,然后在氬弧堆焊(TIG)過程中利用高速相機(jī)拍攝板料焊接及冷卻自由變形的全過程,最后計(jì)算所有圖像中變形點(diǎn)的位移,獲得板料特別是焊縫區(qū)的全場變形數(shù)據(jù)。研究結(jié)果表明:將此方法應(yīng)用于焊接變形測量,能得到整個焊接過程中任意點(diǎn)的變形曲線,并且可在高溫焊縫區(qū)獲得準(zhǔn)確的變形趨勢。測量結(jié)果可用于分析影響焊接變形的因素,進(jìn)而對焊接變形實(shí)施控制,也可用于檢驗(yàn)焊接變形數(shù)值模擬方法的正確性。
[Abstract]:In order to solve the problem that the deformation of welding parts is difficult to be measured due to the high temperature highlighting in the welding process, the improved digital image correlation method and binocular stereo vision are used to measure the whole field deformation of metal sheet welding. The solution of weak correlation image matching and the algorithm of digital image correlation are analyzed, and the correct matching of weak correlation image is guaranteed by denoising and segmented reference. Firstly, Gaussian smoothing is used to Denoise the original image to eliminate welding strong light interference; then, the method of piecewise benchmark is used to solve the problem of difficult matching in solder joint area due to the decrease of speckle quality. The second-order gradient matrix of Newton-Raphson algorithm is simplified to improve the speed of correlation calculation. In the measurement experiment, the surface of sheet metal is pretreated and speckle prepared, and then the whole process of free deformation of sheet metal welding and cooling is photographed by high speed camera in the process of argon arc surfacing (TIG). Finally, the displacement of deformation points in all images is calculated, and the whole field deformation data of sheet metal, especially in weld zone, are obtained. The results show that the deformation curve of any point in the whole welding process can be obtained by applying this method to welding deformation measurement, and the accurate deformation trend can be obtained in the high temperature weld zone. The measurement results can be used to analyze the factors that affect the welding deformation, and then to control the welding deformation, and can also be used to test the correctness of the numerical simulation method of welding deformation.
【作者單位】： 西安交通大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械制造系統(tǒng)工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;廣東順德西安交通大學(xué)研究院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51675404,51421004) 廣東省公益研究與能力建設(shè)專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目(2014A010104003)~~
【分類號】：TG404;TP391.41

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本文編號：2507729