[发明专利]非接触式应力测量方法、装置、电子设备及存储介质

权利要求书

1.一种基于图像无网格的非接触式应力测量方法，其特征在于，包括：

步骤S1：获取n个时刻的散斑图像I₀、……、I_n-1，其中I₀为参考时刻t₀对应的参考图像，I_n-1为时刻t_n-1对应的散斑图像，n为自然数；

步骤S2：从获取的散斑图像中读取参考图像I₀和待测时刻t_i对应的待测图像I_i，i为小于n的自然数；

步骤S3：对参考图像I₀和待测图像I_i进行预滤波，获得噪声降低后的图像

步骤S4：布置场节点，对当前模型进行离散，构造总体刚度矩阵；

步骤S5：对总体刚度矩阵执行正则化处理并求解离散系统方程，获得待测时刻t_i的应力场分布；

步骤S6：重复执行步骤S2至步骤S5，处理步骤S1中获取的各时刻对应的散斑图像，以获得各时刻的应力场分布。

2.根据权利要求1所述的基于图像无网格的非接触式应力测量方法，其特征在于，步骤S3中所述对参考图像I₀和待测图像I_i进行预滤波，获得噪声降低后的图像是采用中值滤波、均值滤波、高斯滤波、滑动平均滤波中的任意一种对参考图像I₀和待测图像I_i进行预滤波。

3.根据权利要求2所述的基于图像无网格的非接触式应力测量方法，其特征在于，步骤S3中采用高斯滤波对参考图像I₀和待测图像I_i进行预滤波时，所述高斯滤波采用以下公式实现：

其中，K为高斯滤波器，*表示卷积运算。

4.根据权利要求3所述的基于图像无网格的非接触式应力测量方法，其特征在于，步骤S4中所述布置场节点，对当前模型进行离散，构造总体刚度矩阵，包括：

所述当前模型满足虚功原理：

∫_Vσ：δεdV-∫_Vq₀：δudV-∫_Af₀：δudA＝0 (2)

其中，σ为应力张量，ε为与之功共轭的虚应变张量，q₀为体积力，V为相应的体积，f₀为面力，A为相应的表面，u为虚位移；式(2)可改写为如下形式：

KU＝T (3)

其中U为位移向量，K为总体刚度矩阵，由各节点刚度矩阵K_ij＝∫_ΩB^TDBdΩ装配所得，且应变矩阵B给出了应变张量ε和位移向量U的关系：

ε＝BU (4)

弹性矩阵D给出了应力张量σ和应变张量ε的关系：

σ＝Dε (5)

形函数矩阵Φ给出了任一点位移向量与支持域内各节点位移向量U的关系：

当形函数为MQ径向基函数时，力矩矩阵R中各元素可由下式给出：

R＝(r²+(αd)²)^β (7)

其中，r＝||x-x₀||/c，c为紧支域半径，α和β为基函数参数，d为场节点间距；

将位于上表面各节点的位移记为U_A，则其还应满足f为上表面各点在图像中的灰度值，g为上表面各点在图像中的灰度值。