[发明专利]一种基于数字图像处理的含孔板件应力集中系数测量方法

权利要求书

1.一种基于数字图像处理的含孔板件应力集中系数测量方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

S1：将含孔板件表面进行打磨及抛光处理之后，使用黑、白哑光漆在含孔板件表面喷出散斑；

S2：将表面喷出散斑的含孔板件夹持在万能试验机上，然后由万能试验机对含孔板件施加荷载，同时利用CCD摄像机不断拍摄取样，得到不同时刻含孔板件表面的散斑图；

S3：利用图像处理器对含孔板件变形前后的散斑图进行比对，获得全场应变信息；

S4：绘制应变曲线图，得到应力集中系数。

2.根据权利要求1所述的基于数字图像处理的含孔板件应力集中系数测量方法，其特征在于：所述步骤S2中，万能试验机以负荷控制的方式进行加载，加载速率为0.5kN/s，加载范围为0-5kN。

3.根据权利要求1所述的基于数字图像处理的含孔板件应力集中系数测量方法，其特征在于：所述步骤S2中，CCD摄像机水平对准含孔板件后固定；当万能试验机开始施加荷载时，CCD摄像机开始拍摄，直至采集到100张图片时结束，采集频率为10张/秒。

4.根据权利要求1所述的基于数字图像处理的含孔板件应力集中系数测量方法，其特征在于：所述步骤S3中，选取散斑分布均匀的散斑图；以变形前散斑图作为参照图，将其划分为若干子区；将变形前后散斑图转换为灰度图片，根据灰度值匹配，找出变形后散斑图各子区位置，并与变形前位置比较，得到各变形后的子区相对于参照图的位移，得到相应的位移场；由位移场可以进一步计算得到相应的应变场。

5.根据权利要求4所述的基于数字图像处理的含孔板件应力集中系数测量方法，其特征在于：所述步骤S3具体包括：

在变形前的散斑图中，选取以所求位移点A(x，y)为中心的一个(2M+1)×(2N+1)像素大小的矩形子区，在变形后的散斑图中，该矩形子区的位置和形状变化到B(x’，y’)；变形前的子区图像用f(x，y)表示，变形后的子区图像用g(x+u，y+v)表示；将变形前后该矩形子区的图像灰度f(x，y)、g(x+u，y+v)代入式(3)进行相关计算：

相关系数C值最大时对应的点B即为点A变形后的终点，根据A、B点的坐标确定目标的位移u、v。

6.根据权利要求5所述的基于数字图像处理的含孔板件应力集中系数测量方法，其特征在于：所述步骤S3中，在圆孔两侧接近边缘的位置选取两横坐标相等且距离接近的点，并选择多组点进行多次应变分析。

7.根据权利要求6所述的基于数字图像处理的含孔板件应力集中系数测量方法，其特征在于：所述步骤S4中，将圆孔左右边缘在加载过程中的应变与理论平均应变的曲线对比，平均应变随应力变化的曲线和应变随应力变化的曲线的斜率比值即为对应的应力集中系数。