郭勇[1]2004年在《远距离数字散斑相关测量系统的研制与在结构工程中的应用》文中研究说明根据结构工程现场检测技术创新的需求，在论文期间开发了一套对变形与位移量可进行远距离测量的高精度自动量测分析系统——ZM—PD—I型变形测量仪。 作者分析了环境条件、检测工况对工程现场变形测量的特殊要求，通过对光测力学主要方向的调研与论证，选择数字散斑相关测量方法，研制成ZM—PD—I型仪器的硬件系统；独立编制了变形量测量分析的微机软件，探讨了测量距离、观测角度以及环境振动对测量精度的影响规律。实验室标定考核试验表明，仪器分辨率完全可以满足工程测量的要求。 用这套系统分别在省内叁个重点工程中测量了桥梁承载挠度、预应力梁反拱度和钢—砼大型环梁结构的温度变形，在工程质量鉴定和施工技术指导中发挥了重要作用，从而也表明研究成果的技术经济意义。 论文期间将这项技术拓展应用到高分子材料的力学和热学特性测量领域，取得成效并有论文发表。在指导下首次提出了“像素法”测定裂纹参数的新方法，并用Visual C++编制自动匹配搜索测定裂纹宽度和长度的程序。在论文结尾，介绍了我们在数字相关散斑的显微量测技术的改进拓展以及“像素法”在进一步深入研究中的若干构思。本文的工作将为进一步开发形成具有独立知识产权的新技术提供基础条件。
许晨光[2]2003年在《梁板式基础转换结构的预应力检测技术分析》文中提出本文以梁板式基础转换结构为分析对象，论述了预应力工程检测的作用和意义，围绕预应力作用及结构应力和变形响应的施工期检测技术展开了研究。论文中重点探讨了预应力力值计量、钢筋和混凝土内部应力以及预应力反拱位移的测试方法与技术。对预应力传感器和振弦式钢筋计的工作原理和研制关键技术作了充分讨论。从理论上分析了内埋式应变计与混凝土的变形协调关系。运用叁种测试方法确保了反拱位移的成功量测，特别是在现代光测力学数字散斑相关原理分析的基础上，首次将该远距离光学计量技术应用于结构工程现场测试，为众多工程中的位移(变形)测量提供了一种高技术含量的新技术。对某重点工程梁板式基础结构进行施工检测，作者所研究的综合试验方法在预应力结构分析中起到了全面的揭示和评估作用。
夏黎[3]2007年在《双显微数字散斑相关测量的系统设计与研究》文中进行了进一步梳理本文在充分了解数字散斑相关技术在国内外研究与应用进展的基础上，针对桥梁健康安全监测评估的需求，研制出双显微数字散斑测量系统，并将该系统应用到有机玻璃的拉伸实验中，为该测量系统用于桥梁的健康安全监测及评估打下实验基础。文章主要内容如下：第一、介绍了数字散斑相关技术的基本工作原理，提出双显微数字散斑测量新系统。第二、简介双显微数字散斑测量新系统的硬件组成及工作原理。论文期间，完成了显微物镜的光学系统设计及CCD、图像采集卡和相关操作结构组成，该系统适用于微小形变、位移的测量。第叁、通过零漂实验及刚性位移实验，测试系统性能，分析测量系统误差，并提出相应的消除和减小误差的措施。第四、将测量系统应用于有机玻璃的拉伸实验，对材料力学中弹性模量这一重要力学量进行了测量，给出测量结果，同时还与电测的结果进行比较。通过实验对比，验证了双显微数字散斑测量新系统的可行性，能应用于桥梁的安全健康性能测试。最后，针对已完成的工作进行了总结，提出进一步的研究方向。
林晓威[4]2008年在《普通数码相机在工程检测中的应用研究》文中指出数码相机在工程实际中的应用研究课题刚刚兴起,本文结合以往学者所做过的研究(叁维测距、裂缝观测、结构物变形检测等方面),用Visual C++编制了Etools图像处理软件系统,该系统集成了位图图像处理(包括位图的读取与保存、图像增强等),长度标定、叁维测距、结构物变形(水平、垂直位移)检测等模块。论文的开篇介绍了作为获取数字图像工具的数码相机的基础知识,以及对于Etools软件系统中涉及到的数字图像处理的相关知识(数字图像的基本概念、数值描述、位图文件、灰度直方图、图像处理的相关原理和算法)作了详细说明,而且对Etools软件系统的编程工具Visual C++(VC++及MFC的基础知识)也作了简要的说明。论文根据透镜成像的光学理论基础及数码相机的成像原理,推导了关于物距、像距、物高、像高、分辨率以及它们与CCD尺寸之间的关系公式,得到了叁维测距(物距)值,并基于这一算法编制了Etools中叁维测距相关模块。论文结合以往学者们的从裂缝图像处理中提取裂缝宽度的算法,研究了一种新的、更完善的提取裂缝宽度及长度的图像处理算法,并基于这一算法编制了Etools中裂缝检测相关模块。在数码相机应用于结构变形检测的章节中,论文基于普通数码像机近景摄影测量学与数字散斑相关方法的原理,研究了一种新的对桥梁结构物水平、垂直位移进行检测的算法和标定方法,依此编制了Etools中结构物变形检测相关模块,并通过实验提取相关数据进行对比验证这种方法的可行性与精确性。论文结尾,针对已完成的工作进行了总结,并提出了进一步的研究方向。论文为进一步拓展普通数码相机的工程实际应用研究,奠定了理论基础与实验基础。
吴太广[5]2010年在《数字图像相关方法及其应用研究》文中研究指明数字图像相关方法是一种新型的非接触式光学测量方法,自上世纪八十年代初被提出至今,得到了突飞猛进的发展,并且由于其独特的优势,现被应用于多个学科领域。数字图像相关方法由于测量精度高和非接触性等特点,可以弥补土木工程中现有测量方法的不足,可以解决土木结构实验中的很多难题。本文结合土木工程的特点,围绕数字图像相关方法的计算精度和计算效率两个关键问题,改进了数字图像相关方法的亚像素测量算法,提高了计算精度和计算效率,并扩展了数字图像相关方法在工程中的应用。现有位移和应变测量方法很多,但非接触式的测量方法却不多见,本文总结了现有位移和应变测量方法,分析了这些方法的优缺点。通过分析国内外数字图像相关方法在土木工程中的应用现状,总结了将数字图像相关方法应用于土木工程中的优势与存在的问题。本文的研究重点在于如何提高数字图像相关方法的计算精度和计算效率。以此为目的,详细分析了数字图像相关方法的基本原理、测量系统、位移计算和应变计算,尽量在每个过程中都采用最佳的方法,以提高计算精度和计算效率。本文还提出一种基于数字图像相关方法的像素位移与实际位移的标定方法,使计算得到实际位移具有更高的精度。亚像素位移测量是影响计算精度与计算效率的最重要的因素,本文分析和比较了常用的叁种亚像素测量算法(曲面拟合法、Newton-Raphson法和梯度法)的计算精度、计算效率和抗噪性能。并在此基础上提出了一种改进的曲面拟合法,并用数字仿真实验和实际实验验证了该方法在计算精度、计算效率和抗噪性能方面的优势。另外,本文还用matlab语言编写了一套数字图像相关计算程序,该程序界面友好、可进行交互式操作实现计算过程的人工干预、并可以完成数字图像相关计算的各项任务。本文对数字图像相关方法在土木工程中的实际应用做了以下几个方面的研究:(1)基于结构位移具有单向性的特点,提出一种改进搜索路径的方法,提高了计算效率,并将该方法应用于模型梁叁点弯曲实验和桥梁静荷载实验;(2)提出一种利用“加权光强相关系数”来测量金属表面塑性变形测量的方法;(3)将数字图像相关方法应用于动态位移测量和模态参数识别实验;(4)研究和讨论数字图像相关方法应用于距离测量的方法。
蔡坤[6]2005年在《数字散斑相关法非接触动态位移与振动测量技术研究》文中认为动态位移和频率是工程结构和机械装置动力特性分析的基本参数,是保证施工、运行安全的重要监测量。论文针对低频运动的测量对象,用数字散斑相关测量方法,发展了非接触位移、频率测量的技术,取得了有实质性推进意义的初期成果,为该光测力学新方法应用打下了一个方面的基础。 论文由文献调研入手,分析了动态条件下由于环境、工况的特殊性对位移和频率测量提出的新要求;较充分地论证了现代光测力学领域中主要方向的研究进展,选择对测量环境和对象表面光学条件要求不高,分辨力强、有实现非接触测量前景的数字散斑相关测量方法,开发ZM-DF-1型动态位移与频率测量系统。 论文期间,协同完成了变焦镜、CCD、图像采集卡和相关操作机构组成的硬件系统,试用表明,其光学性能、操作调节性能均达到了图像采集要求。针对散斑图像随对象运动而变化的新问题,重点开发了ZM-DF-1的软件部分,其中使用二次曲面拟合达到了相关匹配的亚像素精度,用谱估计方法实现了在图像数较少(30幅)的情况下频率测量精度达到1.0%水准。测试表明软件与现用硬件相匹配,图像传输速度25帧/秒,该系统适用于工作频率在0～12Hz区段的位移、频率分析。 作为深化分析和实用化研究的必要环节,作者通过仿真图像模拟和实验室真实图像采集时相关系数的分析,获得了标记点形态、环境光照、测量角度、测量距离和对象工作频率等因素对测量结果影响的规律,同时标定了新系统的若干测量精度。 最后,基于研究体会,提出了在技术上深化改进和产品转化中的思路与建议。
王宗义[7]2005年在《线结构光视觉传感器与水下叁维探测》文中指出本博士论文研究课题主要围绕与渤海船舶重工合作项目“现代船舶建造大尺度叁维数字化测量”和国防科工委“十五”基础研究项目“微小型水下无人探测器基础技术研究”项目展开研究工作。项目涉及到很多的理论和工程问题,本文主要对项目涉及的叁维视觉测量的一些基础问题进行了研究,主要有以下几个方面: 全面论述了线结构光视觉传感器的原理、结构光视觉系统结构及模型,深入分析了视觉传感器结构对精度的影响,给出了激光光条中心的提取方法。 论述了视觉系统的标定方法,并提出了全新的线结构光视觉系统的现场标定方法。 系统的标定精度直接决定了系统的实际使用精度,而标定方法又直接影响着视觉测量系统的使用方便性和可靠性。测量系统越来越强调实时性、在线性和系统的智能化、柔性化。而当前视觉测量系统有许多标定方法,但大多数没有走出实验室,很重要的原因是这些标定算法过于复杂,存在过分参数化的倾向,对中间参数在不同程度上存在敏感性,或对标定现场条件要求过高,标定过程太繁琐,标定时间太长。无法满足工业现场对测量系统提出的经常性标定和快速便捷标定的要求。 本文提出的直接标定方法,不必对摄像机的内外参数和系统结构参数进行标定,而是通过摄取与激光面共面的标定板上的已知相对关系的点的图像,直接建立成像面上的点与空间坐标之间的对应关系。而空间的任一点坐标可以通过已知点的坐标插值得到。该方法易于实现在应用现场经常性的标定,使用过程简捷,且不存在测量结果对中间标定参数敏感性的问题,可靠性高。 对水下光成像的方法进行了分析,并提出了应用线结构光视觉传感器直接对水下目标进行叁维探测的新方法。文中还分析了视觉测量系统在水下应用时的光线折射影响问题,并给出了修正公式。 进行水下目标如水雷的识别,关键是水下目标的叁维重构。获得通常的二维灰度图像并不是水下目标识别的目的,并且从水下二维灰度图像重构叁
张定邦[8]2013年在《高陡边坡与崩落法地下开采相互影响机理模型试验研究》文中研究表明岩体的相似材料物理模型试验主要用来研究与岩土工程相关的天然岩体受力特性及其变形破坏机理,能较为真实的模拟复杂的地下结构、复杂的地质构造及复杂的岩层组合关系等,通过模型试验可以发现一些特殊的规律和现象,并能与理论研究相互印证,但由于模型试验工期长、投资大、难度高,因此物理模型试验在地下建筑工程中的应用较少。露天转地下开采是国内外露天矿山发展的必然趋势。开采过程中,高陡露天边坡与地下开采相互影响和制约,其相互影响机理研究是保证矿山安全生产的基础和理论依据,非常有必要采用相似材料物理模型试验手段,研究露天转地下采动影响下,露天超高陡边坡与地下采场的稳定性及潜在的变形破坏机理。目前,相似材料物理模型试验面临着较多尚未得到解决的技术问题,如模型材料的局限性、断层破碎带模拟的合理性、模型应力应变量测技术等,这些问题的解决是本文研究的重点和难点。本文是国家自然科学基金面上项目“超高陡边坡与崩落法地下开采相互影响机理研究”(41072219)的主要研究内容,以大冶铁矿露天转地下开采条件为依托,在遵循相似原理的基础上,从研究模型试验技术入手,研制了岩矿相似材料,设计完成了高陡边坡与崩落法地下开采相互影响机理的物理模型试验,并用相关数值计算软件进行了模型试验结果的对比分析。主要研究内容和成果如下：(1)现场工程地质性质与地质模型概化研究。①通过资料收集、现场工程地质勘察与室内外测试等方法对大冶铁矿东露天采场的工程地质性质进行了分析。②由于复杂的地质形貌和岩性特征难以在模型试验中完整模拟,因此必须在充分考虑地质特征和工程特性,保证试验结果真实有效的基础上对模型进行概化;本试验选择狮子山矿段26～31#勘探线间的1-2剖面为模型试验研究典型断面,断面岩矿体可概化为闪长岩、大理岩、磁铁矿以及回填体四类,断面地质构造较为发育,概化为最具代表性的两条较大断层F9和F25,分别穿越上下盘边坡体。(2)相似理论分析及岩矿相似材料的研制。①考虑经济合理、技术可行的原则,选择物理模型的几何相似常数为300,并根据相似理论推导出各类岩矿相似材料及整体模型的物理力学性质相似比。②运用正交实验设计的方法,通过大量配比试验及物理力学性质测试,研制出一种以铁矿粉、重晶石粉和石英砂为骨料,不饱和树脂和石膏为胶结材料的矿岩相似材料；该矿岩相似材料解决了现有材料模拟技术中的不足,其制备成本低廉、性质稳定、制作工艺简单、养护周期短、材料来源广泛、价廉且无毒副作用,具有较高的实用性。(3)岩矿相似材料的理化性质研究。①进行了岩矿相似材料的物理力学性质测试。测试结果表明：岩矿相似材料的密度分布在2.37～2.83g/cm3之间,弹性模量分布在11.423～127.935MPa之间,抗压强度分布在0.091～0.884MPa之间,黏聚力分布在2.3～12.01KPa之间,内摩擦角分布在15.93～38.590之间。②运用极差和方差分析法对岩矿相似材料物理力学性质的影响因素进行了敏感性分析。分析结果表明,相似材料中铁矿粉含量对相似材料密度、内摩擦角起主要控制作用,黏结剂含量对试件的抗压强度、弹性模量、黏聚力起主要控制作用,重晶石粉含量对相似材料密度和弹性模量的影响较为明显,石英砂含量对相似材料内摩擦角的影响较为明显。③对岩矿相似材料进行了环境扫描电镜分析,分析结果表明岩矿相似材料颗粒较粗,颗粒形状不规则,球形颗粒较少,磨圆度较差,孔隙连通性不好,颗粒间存在不同程度的胶结。④对岩矿相似材料进行了X射线荧光光谱分析,分析结果表明该岩矿相似材料以氧化铁和氧化钡为主要成分,且两者的含量和大于60%,因此该岩矿相似材料的化学活性较低,相似材料在自然环境中不易发生化学变化而改变其物理力学性质。理化性质研究结果表明,该岩矿相似材料物理力学性质稳定,满足大理岩、闪长岩及铁矿体等岩体物理力学性质的相似比要求。(4)物理模型试验系统研制。①设计了完整的模型试验整体方案,研制出模型砌块生产装置,解决了高重度、低变形模量、低强度岩矿相似材料砌块难以成型及易碎的问题；设计制作了满足相似比要求的整体模型。②充分考虑了扩帮式露天开采和无底柱分段崩落法地下开采的工艺特点,结合现有试验条件设计出试验模拟开采方法和详细开采方案,可以在模型试验过程中较为合理的模拟这二类采矿方法的工况。③将传统的位移和应力应变接触式量测方法和新兴的近景变形测量技术结合起来,克服了接触式量测方法测点布置的局限性和近景测量技术运用尚不普及的缺点,保证了试验全程监测过程中监测点分布的全面性和监测数据的可靠性。采用了百分表、数字照相量测、应变片及土压力盒数据采集等监测手段全程监测模型试验过程。(5)露天转崩落法地下开采模型试验及分析。①露天转地下开采过程中边坡力学特征研究。露天开采时,南北帮边坡坡脚位置出现了回弹现象；废石固体回填至±0m使回弹变形有了较明显的改善；转入地下开采后,南北帮边坡坡面位置的水平位移出现了增长较快;开采-72m至-180m地下矿体的过程中,南北帮边坡的总位移随开采深度增加而近似呈线性增大,北帮边坡总位移值始终大于南帮边坡；北帮边坡顶部产生了最大的竖向位移,量值约为-0.15mm(折合为原型的-45mmm),北帮边坡坡脚产生了最大的水平向位移,量值约为-0.23mm(折合为原型的-69mm)。矿体开采对北帮边坡影响较大,南帮边坡稳定性较好。②露天转地下开采过程中采场围岩力学特征研究。在整个露天转地下开采过程中,矿体围岩测点的位移值随着测点高程的降低和距矿体中心水平距离的增大而减小,地下开采对距矿体南北边界50cm(折合为原型的150m)范围外的岩体不产生影响。在地下开采阶段,随开采深度增加,矿体上下盘围岩的总位移都呈均匀增加的趋势,且上盘围岩总位移始终大于下盘围岩。-60m水平及以下各水平矿体上下盘围岩的最大主应力值呈现出平缓变化→快速下降→平缓变化的特点,即开采到某—水平之前,该水平围岩的最大主应力随着开采深度的增加而近似呈线性缓慢增加；当开采到该水平时,该水平围岩的最大主应力跃升至最大量值；之后在开采该水平以下深部矿体时,该水平围岩的最大主应力随着开采深度的增加而缓慢减小。(6)模型试验中的数字照相测量技术研究。研究表明：当模型的变形大于0.04mm时,数字照相量测的数据适用性较好,数字照相量测技术适用于较大变形与位移的量测,能对露天转地下开采物理模型试验实现全场、全过程的实时动态监测,能够提供不同开采水平下模型的变形特征图像,能够分析模型各部位的变形值和变形趋势,更好的分析崩落法地下开采对高陡边坡变形的影响机理。该研究成果为相似材料物理模型试验研究提供了新的测试技术,将有利于相似材料物理模型试验的应用发展。(7)数值模拟对比分析研究。以物理模型试验选取的典型断面为研究对象,运用FLAC软件开展了数值模拟与物理试验的对比分析,研究结果表明：①露天开采过程中,由于卸荷作用,使得露天高陡边坡坡脚处出现应力集中及位移回弹现象。②受地下采动的影响最为严重,产生竖向位移最大的位置出现在北帮边坡的上部(高程130m以上)及矿坑底部的回填体上。③总体上看,随着铁矿体开采的不断进行,矿体上下盘围岩及高陡边坡的位移值均逐渐增大；最大主应力云图基本沿边坡轮廓以层状的规律分布,自上而下逐渐增大,坡脚及坑底处的应力值最大。④数值模拟反映出的矿体南北帮边坡及采场围岩变形规律和应力分布特征与模型试验结果基本吻合,可以相互验证。
黄文[9]2011年在《数字图像处理技术在梁索结构振动测试中的应用研究》文中提出结构振动测试在桥梁结构安全评估和健康监测系统中是十分重要的环节。本文借鉴目前国内外已有的有关光测力学与计算机图像处理技术的研究成果,针对桥梁结构动力响应非接触测量方法中的图像测量方法作出了理论研究、计算机数字计算及实验室模型试验。论文查阅了国内外有关结构动力参数识别技术及数字图像测量技术等方面的着作和相关文献,在此基础上,对结构动力参数识别方法的研究应用背景、理论意义、已有成果和目前存在的问题作了较为全面的论述。本文主要工作及成果如下:1.总结分析了当前图像测量技术中的数字图像相关方法和数字图像边缘检测方法,利用图像边缘检测方法中的多项式拟合法进行了静变形识别的计算机仿真实验与实验室模型试验,并利用实测数据进行了验证,测量的精度较高。2.介绍了利用视频图像振动测试技术的测试流程,提出将边缘检测中的多项式拟合法作为视频图像测振技术中的图像算法,采用普通USB摄像头和PC机作为硬件采集设备,利用Matlab编制了包括视频采集及分解、图像预处理、图像处理与位移识别、信号分析四个模块的软件程序,进行了简支梁模型的振动试验,识别了简支梁模型的固有频率、阻尼比与振型,同时并采用DASP振动测试系统测试方法与之对比。3.进行了索模型的振动试验,识别的索的固有频率和二阶频率,简要介绍了索力测试方法的工程应用概况,利用所该方法测量的频率进行索力测试。
吴斌[10]2006年在《数字散斑相关技术在鼓膜测试中的应用》文中研究说明薄膜力学性能是当今MEMS技术中一个很重要的参数，对于微结构器件的研究和应用有很大的影响。半个多世纪以来，鼓膜实验(Bulge test)测试技术被广泛地运用于薄膜的力学性能测试中。论文期间，本人用数字散斑相关方法(DSCM)对传统的鼓膜实验进行了改进，简化了实验条件和环境，并完成了一系列的验证实验。 论文首先对数字散斑相关方法和薄膜力学性能测试技术分别进行文献调研，了解这两种方法的当今的运用与发展情况。然后根据他们各自的特点与长处，把这两种方法结合起来。设计在薄膜中心制作一个标志点，并在加载过程中，通过长距离显微镜从侧面观测标志点的变化来测出薄膜中心的挠度(也就是离面位移)。目的在于更有效方便地完成鼓膜实验，简化传统方法的实验条件。 期间，先设计了相关的验证实验，证明了该实验方法是可以从侧面测定带标志点物体的离面位移变化。然后，设计并完成了0.2mm黄铜薄板的鼓膜实验，包括实验平台的设计制作，微型压力传感器的设计制作。实验结果虽然不是十分理想，但整个过程已经证明该实验方法可以用于薄膜的鼓膜实验，并且通过光学显微系统，可以达到更高的精度。本文还统计分析了图像质量对数字散斑相关方法搜索的影响，对标志点的制作有实际参考意义。 最后基于该实验研究体会，提出了改进鼓膜实验测试平台的技术改进的建议。
参考文献：
[1]. 远距离数字散斑相关测量系统的研制与在结构工程中的应用[D]. 郭勇. 浙江大学. 2004
[2]. 梁板式基础转换结构的预应力检测技术分析[D]. 许晨光. 浙江大学. 2003
[3]. 双显微数字散斑相关测量的系统设计与研究[D]. 夏黎. 昆明理工大学. 2007
[4]. 普通数码相机在工程检测中的应用研究[D]. 林晓威. 浙江大学. 2008
[5]. 数字图像相关方法及其应用研究[D]. 吴太广. 长沙理工大学. 2010
[6]. 数字散斑相关法非接触动态位移与振动测量技术研究[D]. 蔡坤. 浙江大学. 2005
[7]. 线结构光视觉传感器与水下叁维探测[D]. 王宗义. 哈尔滨工程大学. 2005
[8]. 高陡边坡与崩落法地下开采相互影响机理模型试验研究[D]. 张定邦. 中国地质大学. 2013
[9]. 数字图像处理技术在梁索结构振动测试中的应用研究[D]. 黄文. 广州大学. 2011
[10]. 数字散斑相关技术在鼓膜测试中的应用[D]. 吴斌. 浙江大学. 2006
标签：自然地理学和测绘学论文; 工业通用技术及设备论文; 数字图像论文; 相似原理论文; 测试模型论文; 测试过程论文; 力学论文; 边坡论文;