魚皮、魚鱗作為一種優(yōu)質(zhì)的天然材料,其中魚鱗作為一種生物盔甲能夠提供一定的保護(hù)能力,而魚皮具有一定的食用和穿戴價(jià)值。在我國的一些少數(shù)民族中,魚鱗和魚皮就有著悠久的使用歷史。目前國內(nèi)對于魚皮及魚鱗的研究較少,且主要都是研究其組成成分和營養(yǎng)價(jià)值方面,對其力學(xué)性能和微觀結(jié)構(gòu)的研究很少。本文基于數(shù)字圖像相關(guān)法和一套自行搭建的應(yīng)變測量系統(tǒng),對魚皮、魚鱗在單軸拉伸過程中表現(xiàn)出的力學(xué)性能進(jìn)行了研究與分析,并借助光學(xué)顯微鏡放大圖像觀察魚鱗表面與截面的微觀結(jié)構(gòu)。本文研究結(jié)果對于未來魚類仿生材料的開發(fā)有一定的參考價(jià)值。數(shù)字圖像相關(guān)法可以簡單分為整像素部分和亞像素部分。本文整像素部分使用自行編寫的一種改進(jìn)爬山算法,改善了傳統(tǒng)爬山法易陷入局部極值的問題,增加了整像素搜索范圍至100pixel,并且在精度和速度上相比傳統(tǒng)爬山法有較大的提升。研究了搜索步長與測量位移對這種改進(jìn)爬山法的搜索時(shí)間的影響,結(jié)果顯示在12pixel的搜索步長內(nèi),步長越大速度越快,測量位移越大,搜索時(shí)間越長。亞像素部分使用反向組合法,使用模擬散斑圖測試后應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)測量中。搭建了一套應(yīng)用于魚皮、魚鱗試件拉伸應(yīng)變測量裝置,對表面散斑處理后的試件進(jìn)... 

【文章來源】：安徽大學(xué)安徽省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

數(shù)字圖像相關(guān)法應(yīng)變測量系統(tǒng)

安徽大學(xué)碩士學(xué)位論文7圖2.2DIC基本原理在參考圖像中以待測點(diǎn)Px,y為中心選擇一個(gè)大小為(2N＋1)×(2N＋1)的矩形參考子區(qū)，N為圖像像素寬度的一半，單位為像素pixel。在目標(biāo)圖像中選擇相同尺寸的目標(biāo)子區(qū)，搜索區(qū)域?yàn)檎麄�(gè)目標(biāo)圖像。對參考子區(qū)與目標(biāo)子區(qū)進(jìn)行相關(guān)匹配，用相關(guān)系數(shù)的大小來衡量匹配程度，相關(guān)系數(shù)最大值所對應(yīng)的點(diǎn)"""Px,y即為目標(biāo)子區(qū)的中心點(diǎn)，根據(jù)點(diǎn)Px,y和"""Px,y坐標(biāo)差值可求出兩幅圖像的相對位移量22dx-x+y-y[27,28,29]。2.1.2形函數(shù)介紹數(shù)字圖像相關(guān)法中，通常使用形函數(shù)來描述目標(biāo)子區(qū)相對參考子區(qū)的變形程度。通常使用的形函數(shù)有零階、一階和二階形函數(shù)。假設(shè)參考子區(qū)中的一點(diǎn)坐標(biāo)為x,y，目標(biāo)子區(qū)中的對應(yīng)點(diǎn)為x,y,則位移變化量在不同形函數(shù)中表示各不相同[27]。零階形函數(shù)可以表示整個(gè)圖像或參考子區(qū)僅發(fā)生剛體平移時(shí)的位移變化量，表示為：x"x+uy"y+v（2.1）其中，u為水平位移偏移量，v為豎直方向偏移量，零階形函數(shù)可以用圖2.3表示。

第二章數(shù)字圖像相關(guān)整像素算法8圖2.3零階形函數(shù)DIC原理但是大多數(shù)情況下，整個(gè)圖像或參考子區(qū)會(huì)發(fā)生旋轉(zhuǎn)、壓縮、伸展等非剛體位移的形變，甚至灰度值會(huì)由于光線而發(fā)生變化，零階形函數(shù)的表示效果不理想，此時(shí)便可以使用一階形函數(shù)來表示形變與位移。一階形函數(shù)中，選擇的參考子區(qū)中心點(diǎn)為Px,y，在參考子區(qū)內(nèi)隨機(jī)選擇一點(diǎn)Qxx,yy，假設(shè)在目標(biāo)子區(qū)中點(diǎn)Qxx,yy移動(dòng)到點(diǎn)Qxx,yy：Δ()ΔΔ()Δxxx+ux,y+xy"yy+vx,y+y(2.2)其中，u(x,y)和v(x,y)為點(diǎn)Px,y的剛體位移，Δx、Δy代表水平和豎直方向上的位移變化量，可表示為[28]：()()ΔΔΔΔ()()ΔΔΔΔux,yux,yxxxyxyvx,yvx,yyyxyxy(2.3)則式(2.1)可表示為完整的一階形函數(shù)，則參考子區(qū)內(nèi)任一點(diǎn)xx+u(x,y)+ΔxDx,y映射到目標(biāo)子區(qū)中點(diǎn)Dx,y表示為：

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]魚皮制成的塑料剛剛獲得詹姆斯·戴森獎(jiǎng)[J].   塑料科技. 2019(12)
[2]四種河鲀魚皮和魚肉的營養(yǎng)成分分析與評價(jià)[J]. 陳曉婷,吳靖娜,許旻,劉淑集,蘇永昌,喬琨,劉智禹.  現(xiàn)代食品科技. 2020(01)
[3]響應(yīng)面優(yōu)化馬鮫魚魚皮膠原蛋白的提取工藝[J]. 朱航,戴聰杰.  食品安全導(dǎo)刊. 2019(31)
[4]一種組合式DIC算法在亞像素級(jí)位移測量中的應(yīng)用[J]. 葛朋祥,李桂華.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2018(11)
[5]基于遺傳算法的數(shù)字圖像相關(guān)法在微位移測量中的應(yīng)用[J]. 葛朋祥,葉沛,李桂華.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2018(06)
[6]基于風(fēng)速預(yù)測的改進(jìn)爬山法最大功率追蹤策略[J]. 姚萬業(yè),賈昭鑫,黃璞.  電力科學(xué)與工程. 2018(02)
[7]Review of single-camera stereo-digital image correlation techniques for full-field 3D shape and deformation measurement[J]. PAN Bing,YU LiPing,ZHANG QianBing.  Science China（Technological Sciences）. 2018(01)
[8]基于SURF特征匹配的數(shù)字圖像相關(guān)變形初值可靠估計(jì)[J]. 張華俊,李桂華,劉程,王丹.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2013(11)
[9]仿生皮膚材料的力學(xué)性能測試與分析[J]. 謝馳,陳爽,蔡鵬,林大全,王遠(yuǎn)蘋.  功能材料. 2013(01)
[10]一種引入停止機(jī)制的改進(jìn)爬山算法[J]. 張小蓮,李群,殷明慧,葉星,鄒云.  中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2012(14)

博士論文
[1]數(shù)字散斑場優(yōu)化及其應(yīng)用研究[D]. 陳振寧.東南大學(xué) 2018

碩士論文
[1]基于數(shù)字圖像相關(guān)法的應(yīng)變測量研究[D]. 陳振英.上海交通大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3327549