收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于刀口法的激光横向变形测量标定系统设计与应用研究

刘旭  
【摘要】:当物体受到轴向力加载而产生轴向变形时,由于泊松效应的存在,横向也会发生变形。横向变形是表征材料力学特征的重要性能参数,因此对横向变形的测量也可作为探究材料力学响应的重要手段和方法。本文设计了一种基于刀口法的激光横向变形测量标定系统,通过控制遮挡板的精密机械运动来模拟刀口切割射向光电探测器的矩形光束,从而改变光电探测器接收的光照强度以检测光斑能量分布情况并建立光照强度与刀口运动位移的对应关系,最终根据位移与光强度的线性关系检测矩形光斑能量匀化状态并对移动的位移进行反向精确标定,进而实现对材料横向变形的测量。为实现本文提出的横向变形测量方法,完成了基于刀口法的激光横向变形测量标定系统设计。标定系统的设计以标定测量原理作为理论支撑,以标定测量方法作为指导,以机械结构系统、运动控制系统、激光发射系统、数据采集系统作为标定装置的核心组成部分,完成了各个系统关键部件的选型,参数的设定以及功能的测试。完成标定系统的设计后,考虑到待测试件在受力加载时发生的横向变形极其微小,变形捕捉难度较大,本文从数据采集的角度,提出了提升标定系统精度的优化方案。在机械结构上,提出了光路同轴校准设计以及刀口结构优化设计方案;在运动精度控制上,提出了等步长位移运动模式和匀速直线运动模式的遮挡板运动方案,用以验证系统适用性以及确定更为精确的运动控制形式;在数据采集参数控制上,探讨了采样时基控制以及波形获取方式控制对系统精度控制的影响。从数据采集的角度完成系统精度优化后,本文从后续标定曲线数据处理的角度对标定系统的噪声控制进行分析,确定了系统主要噪声来源为背景光以及光电探测器,并通过傅里叶变换分析了噪声特性,进而选取了SG算法作为滤波方法,并通过标定曲线以及评价指标综合分析明确了当数据窗口取值50左右,拟合阶数取2时SG滤波效果最佳。对于标定系统的检测效果与评估,本文分别采用交点坐标的理论与实际值的相对误差以及线性拟合趋势线方程斜率值、决定系数作为评价指标来评判标定系统的机械运动控制精度和光斑匀化检测效果。而后采用等步长位移运动以及匀速直线运动两种模式对比分析来探讨标定系统的检测效果,实验得出曲线交点坐标相对误差不高于1.63%且匀速运动较比等步长运动精度更高,同时遮挡板不同运动模式以及刀口距离实验中矩形光斑中间1mm区域决定系数均为0.998,表明具备了较高的光斑匀化检测效果,说明本文设计的标定系统可以借助精密控制的遮挡板的机械运动模拟材料的横向变形,为材料横向形变测量提供便利的检测模拟手段和方法。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 杨则正;机器人标定系统的完善[J];管理科学文摘;1997年04期
2 杜为民,刘序俨,蔡惟鑫;定点形变仪器的标定[J];地壳形变与地震;1989年03期
3 方文强,叶庆泰;峰流速仪标定系统数学模型的研究[J];机械;2005年03期
4 关致和,赵先龙,王莉娜,于政,何荣林;声速仪标定系统[J];气象水文海洋仪器;2004年Z1期
5 罗丰;;汽车安全检测设备标定系统的设计思考[J];现代商贸工业;2009年08期
6 龚家彪;;统计检验在提高流量标定系统精度上的应用[J];油田设计;1980年04期
7 李宵宵;康敬欣;张连凯;;加速度传感器的数字化标定系统[J];科技信息;2010年02期
8 池建军;吕彩琴;王孝;;电控发动机标定系统开发的关键技术[J];柴油机设计与制造;2006年03期
9 杨捷,朱春刚,徐志华;一种便携式智能仪表标定系统[J];仪器仪表学报;2005年S1期
10 杨明;王海晖;陈君;万妮;;双目标定系统精度提高的方法[J];武汉工程大学学报;2012年01期
11 黎志波;李进;曾杨;李毅聪;;大气电场仪标定系统的设计与仿真[J];气象水文海洋仪器;2012年03期
12 梁桁楠;崔航;李岩;杜晓波;孙昕;;微型超高压力标定系统在近代物理教学中的应用[J];物理实验;2017年07期
13 刘显学;苏伟;;基于传感器标定系统的微陀螺频率特性检测方法[J];中国仪器仪表;2006年06期
14 杨浩;王成华;许梁津;;遥测设备自动化标定系统的设计与实现[J];机械与电子;2014年01期
15 戴行涛;;气瓶外测法水压试验用校准瓶标定系统的研制与应用[J];辽宁化工;2017年06期
16 刘娜;胡春明;戴海涛;;新型电控发动机开发标定系统的设计与实现[J];小型内燃机与摩托车;2007年01期
17 李成贵;孙燕峰;魏鹏;;偏振导航传感器标定系统的设计与实现[J];电光与控制;2013年12期
18 孙协胜;李树珉;王政荣;赵新顺;;车辆检测设备标定系统的数采模块设计与实现[J];国防交通工程与技术;2008年03期
19 吕勇;冯辉宗;;基于PID控制的标定系统设计[J];黑龙江科技信息;2008年27期
20 张家田,党瑞荣,李丽容;油气水三相流标定系统[J];西安石油学院学报(自然科学版);2001年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨捷;朱春刚;徐志华;;一种便携式智能仪表标定系统[A];第三届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2005年
2 张训文;方继明;欧阳黎明;;气动冲击法动态标定系统[A];2000全国力学量传感器及测试、计量学术交流会论文集[C];2000年
3 王明玉;王建;;基于CAN总线KWP2000协议的ECU标定系统设计[A];2008中国汽车工程学会年会论文集[C];2008年
4 骞大闯;吴斌;林文尧;;基于CANape的AMT电控单元标定系统设计[A];2009中国汽车工程学会年会论文集[C];2009年
5 李斌;刘刚;王文涛;;一种简易红外标定系统设计与应用[A];2011西部光子学学术会议论文摘要集[C];2011年
6 王莉莉;冯红亮;杨志红;扈晓斌;;箭上液位传感器动态响应测试与标定系统研究[A];面向航空试验测试技术——2013年航空试验测试技术峰会暨学术交流会论文集[C];2013年
7 任虎;谭宇;李宏斌;曾令国;;超燃发动机流量标定系统研制与应用[A];中国航天第三专业信息网第三十八届技术交流会暨第二届空天动力联合会议论文集——吸气式与组合推进技术[C];2017年
8 王明玉;王建;;基于SAEJ1850协议ECU标定系统设计与实现[A];2009中国汽车工程学会年会论文集[C];2009年
9 沈晓庆;陈冬娇;陈章位;;加速度传感器的校准方法与标定系统研究[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)上册[C];2011年
10 费红波;吉锤;;可燃气体报警器及其检测标定系统的设计[A];江苏省计量测试学术论文集(2010)[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 徐帅卿;高性能ECU平台的开发及其应用研究[D];天津大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘旭;基于刀口法的激光横向变形测量标定系统设计与应用研究[D];武汉纺织大学;2018年
2 丘丙林;空间低能离子探测器地面标定系统的研制[D];中国科学技术大学;2018年
3 刘泽昆;陀螺仪编码器转速标定系统的研究[D];吉林大学;2017年
4 刘婷婷;基于ASAM标准的标定系统的设计与实现[D];武汉理工大学;2015年
5 胡德龙;特种材料温度标定系统设计与实现[D];重庆大学;2016年
6 张俊峰;新能源汽车控制器标定系统的设计与实现[D];华南理工大学;2016年
7 郑飞;火箭推力原位标定系统的防爆结构优化与不确定度评定[D];吉林大学;2015年
8 冯宇;电控柴油机的监控与标定系统设计与实现[D];电子科技大学;2008年
9 王鹏;碰撞用50百分位假人胸部标定系统研究[D];吉林大学;2015年
10 周阳;空间太阳电池标定系统的研究与设计[D];燕山大学;2015年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 记者 贾敏;大气电场仪标定系统项目通过验收[N];中国气象报;2013年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978