基于機(jī)器視覺的薄壁件振動(dòng)模態(tài)測(cè)試方法研究.pdf

1、薄壁件具有重量輕、可靠性強(qiáng)和結(jié)構(gòu)效率高等優(yōu)點(diǎn)，已日益廣泛地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域。但薄壁件的壁厚相對(duì)整體尺寸小，面積大且剛度低，在機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)行過程中極易產(chǎn)生振動(dòng)，形成振動(dòng)噪聲甚至引起機(jī)械故障，所以必須對(duì)薄壁件進(jìn)行模態(tài)測(cè)試和動(dòng)力學(xué)預(yù)測(cè)。傳統(tǒng)的接觸式測(cè)量方法由于引入傳感器的附加質(zhì)量會(huì)改變薄壁件的原有動(dòng)力學(xué)特性，同時(shí)接觸式傳感器獲取的信息量有限，不容易實(shí)現(xiàn)全場(chǎng)測(cè)量。單點(diǎn)激光逐點(diǎn)測(cè)振的模態(tài)測(cè)試方法存在操作費(fèi)時(shí)、勞動(dòng)量大、測(cè)量周期長(zhǎng)等問題。激光

2、連續(xù)掃描測(cè)振的模態(tài)測(cè)試方法雖然彌補(bǔ)了單點(diǎn)激光模態(tài)測(cè)試的不足，但是此方法對(duì)于被測(cè)物體的表面質(zhì)量要求高，需要復(fù)雜的光路系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)控制裝置，且測(cè)量結(jié)果易受外界振動(dòng)的影響，難以滿足實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)和工作模態(tài)測(cè)試的需求。針對(duì)此情況，本文提出了基于機(jī)器視覺的薄壁件振動(dòng)模態(tài)測(cè)試方法。
　　本文首先研究了基于機(jī)器視覺的振動(dòng)測(cè)量基礎(chǔ)理論。運(yùn)用工業(yè)相機(jī)成像的基本原理，建立了物體成像的數(shù)學(xué)模型,研究了工業(yè)相機(jī)模型參數(shù)的標(biāo)定方法；研究了視覺振動(dòng)測(cè)量技術(shù)相關(guān)的圖像

3、預(yù)處理方法，包括ROI確定、圖像濾波和圖像特征增強(qiáng)算法，針對(duì)常用圖像濾波方法的不足，對(duì)小波圖像去噪方法進(jìn)行了深入研究；研究了圖像分割和Blob分析結(jié)合的特征點(diǎn)振動(dòng)信息提取方法。
　　其次研究了基于機(jī)器視覺的薄壁梁實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)測(cè)試方法。設(shè)計(jì)了薄壁梁模態(tài)測(cè)試系統(tǒng)，包括工業(yè)相機(jī)、光學(xué)鏡頭、光源和模態(tài)激振儀等組成的硬件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)相機(jī)模型參數(shù)的標(biāo)定，并對(duì)薄壁梁進(jìn)行視覺振動(dòng)測(cè)量實(shí)驗(yàn)，獲取了薄壁梁的振動(dòng)參數(shù)，通過與傳統(tǒng)加速度傳感器測(cè)量結(jié)果進(jìn)行

4、對(duì)比分析，表明該系統(tǒng)能準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)視覺振動(dòng)測(cè)量；通過模態(tài)激振儀對(duì)被測(cè)物體進(jìn)行掃頻，實(shí)現(xiàn)了基于機(jī)器視覺的薄壁梁實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)測(cè)試，獲取了薄壁梁的前兩階固有頻率和固有頻率下的模態(tài)振型，并通過使用薄壁梁有限元模態(tài)分析對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析與驗(yàn)證。
　　最后研究了基于機(jī)器視覺的薄壁梁工作模態(tài)測(cè)試方法。運(yùn)用隨機(jī)子空間模態(tài)參數(shù)識(shí)別理論，研究了協(xié)方差驅(qū)動(dòng)的隨機(jī)子空間模態(tài)參數(shù)識(shí)別方法，以薄壁梁為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，進(jìn)行了工作模態(tài)測(cè)試實(shí)驗(yàn)，獲取了未知激勵(lì)條件下薄壁