多相机数字图像相关在变形灌浆套筒单向拉伸试验中的应用

为研究钢筋套筒灌浆连接的受力性能,建立了适用于大曲率复杂曲面变形测量的多相机数字图像相关系统,并利用此系统对一种变形灌浆套筒进行了单向拉伸试验,跟踪测量了套筒表面的全场变形信息.结果表明:多相机数字图像相关系统能够完整重建灌浆套筒的三维形貌,并获得套筒表面任意位置的变形状态,包括传统应变片方法难以测量的套筒变形段凹槽处变形;将套筒表面应变分布规律与应变片测试结果和有限元分析结果进行对比,证实了多相机数字图像相关系统的可靠性.多相机数字图像相关为研究灌浆套筒的连接性能提供了直观且全面的新试验手段,也为大曲率复杂曲面的三维形貌与变形测量提供了有效的测试方法.

抓取过程中的手部运动变形特征

目的基于多相机数字图像相关(digital image correlation,DIC)方法研究人手在抓取运动中的动态变形特征。方法搭建连续型四相机DIC系统,测量抓取过程中手背皮肤的表面应变,再通过皮肤、关节、骨骼和肌肉之间的联系,间接掌握手部肌肉的变形规律。结果测量中等圆柱抓取、横向捏取、食指伸展抓取以及强力球体抓握4种抓取姿态,发现不同抓取姿态下手背表面不同位置的应变增幅不同,其中最大主应变范围为0.1~0.3。通过分析可以得到手部各肌肉群在不同抓取姿态下的运动特点。结论该方法具有非接触、全场化、结果直观等特点,为抓取过程中动态变形的在体测量提供了一种新途径。

空间结构形变的多视点高精度测量方法

为了实现对复杂卫星结构多关键区域形变的灵活高精度测量,提出了一种基于多相机三维数字图像相关(3DDIC)的微小形变整体测量方法。建立双目3D-DIC子系统以获得各关键区域的高精度形变场。结合光束平差优化和同名点3D重构方法完成对子系统的位姿外部标定。根据标定参数拼接子系统测量数据,得到全局形变场。在实验室条件下用卫星蜂窝结构的热形变实验测量得到多安装面的整体形变场和测量误差,结果表明,本方法对系统的整体位移测量误差为0.96μm±0.45μm/m,满足高精度、测量范围灵活可变的测量需求,且对重叠视场和离散视场均具有良好的适用性,为空间环境下卫星结构的稳定监测提供了可靠的测量方法。