基于XJTUOM三维光学面扫描测量系统对于焊接残余应力测量方法

摘要

本发明公开了一种基于XJTUOM三维光学面扫描测量系统对于焊接残余应力测量方法，该方法在原有的小孔法的测量原理基础之上在实验方法进行的很大的改变，运用XJTUOM三维光学面扫描系统，可以在标志点全局坐标系下快速测量不同幅面，多视扫描点云自动拼接到标志点全局坐标系，可以满足不同精度、不同大小的工件测量，适用于几十毫米～一百米大小的工件，可以进行多点测量，以便分析各测量位置的应力分布状态，操作方便，测量效率高的焊接残余应力测量方法。以Q235B钢薄板焊接残余应力测量试验为例，表明该方法测量结果比较准确。

主权项

基于XJTUOM三维光学面扫描测量系统对于焊接残余应力测量方法，其特征在于，包括以下步骤：l)将待测焊板的焊接残余应力的部分用角磨机打磨平整直至露出金属光泽，再用纱纸由粗到细进行打磨处理，清洗，清除焊板表面的杂质和氧化物；2)把待测焊板的焊接残余应力的部分打磨平整后开始划线准备测量，在每个待测点上分别确定垂直于焊缝、平行于焊缝以及与焊缝45°夹角的方向，并在待测点的三个方向上分别确定与小孔法测试时选用的应变片上应变花粘贴范围内的两个标志点；3)在待测焊板的表面喷涂显影剂后晾干后，然后利用XJTUOM三维光学面扫描测量系统对待测焊板的表面进行标定后拍摄，得到XJTUOM三维光学面扫描第一次点云数据；4)对待测焊板的表面标定并拍摄后，根据步骤2)中待测点的位置进行钻孔，孔径的大小依据步骤2)中小孔法测试时选用的应变片上待测点的大小确定；5)在钻孔后，利用XJTUOM三维光学面扫描测量系统对待测焊板的表面再进行拍摄，得到XJTUOM三维光学面扫描第二次点云数据；6)采用geomagic studio软件分别对步骤3)和步骤5)中得到的两次点云数据进行处理，具体如下：在垂直于焊缝方向上的处理方式为：在该方向上找出两个标志点范围内的垂直于焊缝上的每两个点云之间的距离，且两个标志点之间保留不少于10组的两个点云之间的距离数据，并求其平均值，分别得到在垂直于焊缝上的第一次两个点云之间的距离平均值x₁和第二次两个点云之间的距离平均值x₂；在平行于焊缝方向上的处理方式为：在该方向上找出两个标志点范围内的平行于焊缝上的每两个点云之间的距离，且两个标志点之间保留不少于10组的两个点云之间的距离数据，并求其平均值，分别得到在平行于焊缝方向上的第一次两个点云之间的距离平均值y₁和第二次两个点云之间的距离平均值y₂；在与焊缝夹角45°方向上的处理方式为：首先在该方向上的点云数据中用geomagic studio软件画一条与焊缝夹角45°方向上的两个标志点重合的方向线，然后在该45°方向线上取与其相交或相近的每两个点云之间的距离，且保留不少于10组的两个点云之间的距离数据，并求其平均值，分别得到在与焊缝夹角45°方向上的第一次两个点云之间的距离平均值z₁和第二次两个点云之间的距离平均值z₂；根据微应变公式με＝ln(L/L₀)，分别求出待测点在三个方向上的微应变值，然后根据待测点在三个方向上的微应变值并结合小孔法测试原理倒算出待测点处的应力值，其中，L为第二次两个点云之间的距离平均值x₂、y₂及z₂，L₀为第一次两个点云之间的距离平均值x₁、y₁及z₁。