一种测量动态裂纹长度的方法及装置

摘要

本发明涉及一种测量动态裂纹长度的装置脊方法，对含裂试件进行加载，通过非接触式裂纹长度测量分析系统采集裂纹口的张开位移数据，利用正弦曲线拟合获取张开位移的最大值，再利用裂纹口张开位移与裂纹长度关系获取对应循环下的裂纹长度。经试验验证，本方法比传统方法便利快捷，结果真实可靠。

主权项

一种测量动态裂纹长度的方法，其特征在于步骤如下：步骤1：在含裂试件上粘贴两个标识，将带标识试件固定在加载装置上；步骤2：在静载条件下采集一组带标识试件图像，计算两个标识在实际中的距离和图像中的距离的比例L，所述的L的单位为mm/Pix；步骤3：加载装置对含裂试件进行加载，数字影像采集系统每隔一定的加载循环数采集标识试件图像若干张并传输给计算机；步骤4：计算机对图像进行图像处理得到裂纹张开位移：1)计算每个像素点的灰度值：Glay＝(2*r‑g‑b)其中，r代表红色，g代表绿色，b代表蓝色；2)将灰度值与设定的阈值进行比较：灰度值小于设定的阀值时，记为0，表示白色；灰度值大于设定的阀值时，记为1，表示黑色；3)对局部3*3的像素点的Glay进行求和，如果和大于4，则像素点为白色，否则为黑色；经过步骤2)和步骤3)之后的白色图像为两个标识点；4)计算两个标识点的中心距离，由比例L换算得到两标识点的当前实际距离；5)对每个图像进行步骤1)‑4)的操作，得到两标识点在不同时刻的当前实际距离；6)采用正弦曲线对标识点不同时刻的当前实际距离进行数值拟合，得到的正弦曲线的峰值作为裂纹张开位移；步骤5：依据裂纹口张开位移量与裂纹长度的柔度转换公式，得到对应循环下的实时裂纹长度$a=(C_0+C_1{U}_x+C_2{U}_x^2+C_3{U}_x^3+C_4{U}_x^4+C_5{U}_x^5)w$$u_x={\{{\left[\frac{{\mathrm{BEV}}_x}{P}\right]}^{1/2}+1\}}^{-1}$其中，B为试件厚度，E为材料弹性模量，V_x为裂纹张开位移，P为载荷大小，C₀、C₁、C₂、C₃、C₄、C₅为常数，a为裂纹长度，w为试件宽度。