一种基于图像的薄壁圆管拉扭应变测量方法

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1、第42卷第7期中国测试Vol.42No.72016年7月CHINAMEASUREMENT&TESTJuly，2016doi：10.11857/j.issn.1674-5124.2016.07.004一种基于图像的薄壁圆管拉扭应变测量方法张伟列，刘宇杰，卢福聪，孙轶君（西南交通大学力学与工程学院，四川成都610031）摘要：针对在薄壁圆管试样拉扭多轴试验中因传统接触式拉扭引伸计量程较小且难以在刚度较小的试样上使用等问题，提出一种新的基于图像的单相机拉扭应变测量方法，在试样表面作4道标记线并使用相机记录试验过程中标记线的位置变化；然后

2、利用Matlab软件进行图像处理和计算，通过研究图像上标记线与试样中轴线交点高度的改变，并结合标记线的斜率特征，实现试样表面的拉、扭应变测量。通过试验将该方法的结果与DIC的测量结果进行对比，两者的测量结果吻合较好，验证该方法的可靠性。与接触式引伸计相比，该方法测量范围大，可应用在低刚度试样上，且设备简单便携，易于应用。关键词：拉扭应变测量；数字图像；标记线；单相机文献标志码：A文章编号：1674-5124（2016）07-0020-04Atensional-torsionalstrainmeasuringmethodforthi

3、n-walledtubularspecimensbasedondigitalimageZHANGWeilie，LIUYujie，LUFucong，SUNYijun（SchoolofMechanicsandEngineering，SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，China）Abstract:Intensional-torsionalexperimentswiththin-walledtubularspecimen，theconventionalcontacttypeextensom

4、eterhassmallmeasuringrangeandishardtouseforlowstiffnessspecimen.Anewmethodoftensional-torsionalstrainmeasurementbasedondigitalimageofsignalcamerawasproposedforthin-walledtubularspecimenofmulti-axialexperiment.Firstly，fourtaglinesweredrawnonthesurfaceofspecimen.Thenthe

5、changesintaglineswererecordedbydigitalcameraduringtheexperimentalprocess.Finally，thedigitalimageswereprocessedbyMatlabprogram.Thetensionalstrainandtorsionalstraincouldbecalculatedbythegradientsofthetaglinesandtheheightchangesintheintersectionpointsbetweenmedialaxisand

6、taglines.Additionally，theresultsofproposedmethodwerecomparedwithresultsofDICmethodforthesametensional-torsionaltest.Theaxialstrainandtorsionalstrainagreedwellbetweenthetwomethods.Thismethodisprovedtobereliable.Comparedwithcontacttypeextensometer，thenewmethodhaswidemea

7、suringrangeandiseasytouseforlowstiffnessspecimen.Furthermore，theequipmentofthismethodissimpleandportable，thusthismethodisconvenienttoapply.Keywords:tensional-torsionalstrainmeasurement；digitalimage；tagline；singlecamera0引言往往是复杂应力状态。材料在复杂应力状态下的力由于载荷或几何构形的复杂性，构件的危险点学行为研究

8、是固体力学研究的难点和热点问题之收稿日期：2015-08-03；收到修改稿日期：2015-10-18一。在研究材料性能的多轴试验中，一般采用薄壁圆作者简介：张伟列（1990-），男，江苏南通市人，硕士研究生，管的拉扭组合载荷来模拟复杂应力状态。对于