[发明专利]一种疲劳裂纹扩展寿命预测方法、装置、设备及存储介质

说明书

本申请公开了一种疲劳裂纹扩展寿命预测方法、装置、设备及存储介质，该方法包括：采集构件疲劳裂纹扩展图像；根据采集的图像，获取裂纹图像视差信息；对获取的裂纹图像视差信息进行处理，得到疲劳裂纹深度数据；根据得到的疲劳裂纹深度数据，对疲劳裂纹扩展寿命进行预测。本申请将图像处理技术与疲劳裂纹扩展寿命的预测相结合，适用于预测各种材料结构的疲劳裂纹扩展寿命，可实现非接触检测，操作简单且不会对结构造成任何损伤，成本低，效率高，精度高，能够解决现有各种测量疲劳裂纹的方法精度不高、设备繁琐、操作复杂、实时性差、环境要求苛刻等问题。

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，特别是涉及一种疲劳裂纹扩展寿命预测方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

在各种工程结构和构件的断裂失效事故中，有80%左右是由于疲劳失效引起的。疲劳断裂是困扰着很多行业的问题，尤其在土木工程领域，由疲劳引起的失效在工程失效中所占的比重越来越突出，一旦发生断裂失效，就会造成巨大的经济损失和人员伤亡，后果不堪设想。

疲劳裂纹萌生与扩展的检测及分析是结构疲劳设计与寿命预测的主要任务之一。如今，国内外开展疲劳裂纹扩展试验，对疲劳裂纹进行检测的方法主要有两种：静态检测和动态检测。其中，采用静态检测方法进行检测时，需要被测物处于相对静止状态，静态检测的方法有：表面复型法、电磁涡流法、磁感应法、磁粉法、渗透法等；而动态检测法针对的是正在发生相对运动的物体，动态检测的方法有：超声波检测法、射线检测法、声发射法、模态声发射法等。但目前各种测量疲劳裂纹的方法，要么精度不高，要么设备繁琐、操作复杂、实时性差、环境要求苛刻。

因此，如何解决现有测量疲劳裂纹检测方法存在的精度不高、设备繁琐、操作复杂、实时性差、环境要求苛刻等问题，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种疲劳裂纹扩展寿命预测方法、装置、设备及存储介质，可以自动测量动态监测疲劳裂纹并进行疲劳寿命预测，实现实时无接触检测，且成本低、精度高、易操作。其具体方案如下：

一种疲劳裂纹扩展寿命预测方法，包括：

采集构件疲劳裂纹扩展图像；

根据采集的所述图像，获取裂纹图像视差信息；

对获取的所述裂纹图像视差信息进行处理，得到疲劳裂纹深度数据；

根据得到的所述疲劳裂纹深度数据，对疲劳裂纹扩展寿命进行预测。

优选地，在本发明实施例提供的上述疲劳裂纹扩展寿命预测方法中，采集构件疲劳裂纹扩展图像，具体包括：

通过双目相机、TOF相机或结构光相机采集构件疲劳裂纹扩展图像。

优选地，在本发明实施例提供的上述疲劳裂纹扩展寿命预测方法中，获取裂纹图像视差信息，具体包括：

通过使用OpenCV中的BM算法或SGBM算法计算视差。

优选地，在本发明实施例提供的上述疲劳裂纹扩展寿命预测方法中，当通过双目相机采集构件疲劳裂纹扩展图像时，所述双目相机中两台相机的像平面位于同一平面上，光轴相互平行；采用下列公式得到疲劳裂纹深度数据：

其中，为裂纹深度；为所述双目相机的焦距；为所述双目相机中两台相机之间的距离；为视差。

优选地，在本发明实施例提供的上述疲劳裂纹扩展寿命预测方法中，采用下列公式预测疲劳裂纹扩展寿命：

其中，为疲劳裂纹扩展寿命；为裂纹深度；为临界裂纹尺寸；为几何修正系数；为循环应力幅；为裂纹扩展参数；为描述材料疲劳裂纹扩展性能的基本参数。