一种基于二维数字图像相关法的颗粒物质应变测试装置

摘要

本实用新型公开了一种基于二维数字图像相关法的颗粒物质应变测试装置，包括加载装置，被测装置，驱动装置，采集装置，加载装置通过加力块对被测装置中的颗粒样品进行单轴压缩试验，颗粒样品依次排布在一种容积可变的装夹盒中，从而可通过改变容积来设计不同排布的颗粒样品实验；采用CCD摄像机采集变形前后颗粒样品的数字散斑图像，通过基于区域的灰度匹配算法可以计算出所选定的感兴趣区域内所有点的位移和应变，进而实现全场测量。本实用新型得到有益效果是：不仅克服了试样材料的限制和测量尺度窄的问题，而且具有光路简单，对环境要求较低、非接触和全场测量等优点，这大大简化了操作者的操作过程，同时提高了颗粒物质形变的测量速度与精度。

主权项

一种基于二维数字图像相关法的颗粒物质应变测试装置，包括加载装置(1)、被测装置、驱动装置、采集装置和工作台(13)，其特征在于：所述加载装置(1)通过加力块(3)对被测装置中的颗粒样品(2)进行单轴压缩试验，颗粒样品(2)依次排布在一种容积可变的装夹盒(4)中；所述装夹盒(4)由主板(41)和侧板(42)两部分组成，所述主板(41)底面和正面开有M10的螺纹孔，所述侧板(42)底面和正面开有直径D＝11的通槽，所述主板(41)的螺纹孔和侧板的通槽通过螺栓连接，并实现容积无极调节；所述螺栓(43)预紧，实现侧板(42)固定；所述螺栓(43)旋松，实现侧板(42)无极调节，从而可通过改变容积来设计不同排布的颗粒样品实验；所述驱动装置包括手柄(11)，滚珠丝杆(9)，丝杆螺母，Y向导轨(10)，平台(8)和螺旋升降装置(5)；滚珠丝杆(9)通过轴承座支撑在工作台(13)上，所述平台(8)中央与丝杆螺母固连，所述平台的四角与所述Y向导轨(10)通过滑块连接，所述Y向导轨(10)采用H型对称布置，保证Y向运动平稳，以保证颗粒样品(2)与采集装置中的CCD摄像机(6)的工作距离合理稳定；所述螺旋升降装置(5)通过螺栓固定在平台(8)上，由螺旋套筒(51)和螺柱(52)组成，为了获得精确的相关分析结果，可通过微调螺柱(52)调节成像镜面，使其平行于颗粒样品(2)表面；所述采集装置包括CCD摄像机(6)，成像镜头，光源(7)和计算机(12)；所述CCD摄像机(6)固定在螺柱上，所述成像镜头安装在CCD摄像机(6)上，并通过数据线与计算机(12)相连，所述光源(7)可通过支座固定在工作台(13)上。