[发明专利]基于光强原理测量应变的数码云纹方法、系统、设备及存储介质

说明书

本发明公开了一种基于光强原理测量应变的数码云纹方法、系统、设备及存储介质，包括：将试件栅粘贴于试件的表面，采集变形前的试件栅照片作为基准栅，在试件变形过程中，采集变形后的试件栅图片作为新的试件栅，将基准栅与新的试件栅叠加，得叠加图片；将试件栅与基准栅上对应点的光强相乘，再将相乘的结果赋予给叠加图片的对应点；分析叠加图片中相邻节距的平均光强差，建立局部应变与相邻节距平均光强差的函数关系，通过全场分析，得试件表面的应变场，完成基于光强原理测量应变的数码云纹，该方法、系统、设备及存储介质的计算精度较高。

技术领域

本发明属于光学测量及计算机图像处理等领域，涉及一种基于光强原理测量应变的数码云纹方法、系统、设备及存储介质。

背景技术

云纹法又称叠栅干涉法、莫尔纹法，是一种实验应变分析方法。把栅片牢固地粘贴在试件(或构件)表面，当试件受力而变形时，栅片也随之变形。将不变形的基准栅板叠加在变形的试件栅片上，基准栅板和试件栅片上的栅线便因几何干涉而产生条纹，即云纹(又称叠栅条纹)。云纹法就是测定这类云纹并对其进行分析，从而确定试件的位移场或应变场的方法。

传统的云纹法大多存在对分析人员经验要求较高，操作不便，云纹周期内应变无法定量分析，测量精度跟云纹栅节距大小有关，精度不高等缺点，这使得传统云纹法在适用性上存在一些限制。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种基于光强原理测量应变的数码云纹方法、系统、设备及存储介质，该方法、系统、设备及存储介质的计算精度较高。

为达到上述目的，本发明所述的基于光强原理测量应变的数码云纹方法包括：

将试件栅粘贴于试件的表面，采集变形前的试件栅照片作为基准栅，在试件变形过程中，采集变形后的试件栅图片作为新的试件栅，将基准栅与新的试件栅叠加，得叠加图片；

将试件栅与基准栅上对应点的光强相乘，再将相乘的结果赋予给叠加图片的对应点；

分析叠加图片中相邻节距的平均光强差，建立局部应变与相邻节距平均光强差的函数关系，通过全场分析，得试件表面的应变场，完成基于光强原理测量应变的数码云纹。

还包括：利用A色与B色形成等宽的条纹图，根据试件尺寸选择条纹宽度，根据选择的条纹宽度制作试件栅。

设定A色的光强为1，B色的光强为0，则有B色栅线条纹与任何颜色栅线条纹重叠后的光强均为0，A色栅线条纹与A色栅线条纹叠加后的光强为1。

试件表面的应变场包括相互垂直方向上的两个正应变分量ε_x、ε_y及剪应变分量γ_xy。

分析叠加图片中相邻节距的平均光强差，建立局部应变与相邻节距平均光强差的函数关系，通过全场分析，得试件表面的应变场的具体过程为：

沿垂直于基准栅的栅线方向，计算叠加图片上任一点的平均光强，其中，以该点为中点，求正负二分之一基准栅节距内的平均光强，再计算叠加图片上所有点的平均光强，并以此建立平均光强变化与局部正应变的关系；

根据平均光强沿平行于基准栅栅线方向的变化率计算一个方向上的正应变分量及剪应变分量；

将试件栅转动90°后粘贴于试件表面，再计算另一个方向上的正应变分量及剪应变分量，得试件表面的应变场。

通过移动平均方法计算叠加图片上所有点的平均光强。

一种基于光强原理测量应变的数码云纹设备，包括：

预处理模块，用于将试件栅粘贴于试件的表面，采集变形前的试件栅照片作为基准栅，在试件变形过程中，采集变形后的试件栅图片作为新的试件栅，将基准栅与新的试件栅叠加，得叠加图片；