一种实时残余应力测量系统及方法

摘要

一种实时残余应力测量系统及方法，利用三维数字图像相关对试件进行三维表面坐标重构，对试件钻孔前后孔周边的散斑图像进行相关搜索，计算得到钻孔前后的三维位移场。试件的钻孔深度能够通过步进电机控制器对步机电机的控制，经过蜗轮蜗杆机构的平移实现电主轴的高精度自动进给。根据曲面的钻孔区域的平面假设，结合钻孔测量残余应力的理论公式，可以计算得到试件残余应力的大小。该系统的能够实时地高精度进给钻孔的深度，步进测量试件随深度变化时残余应力的大小。该测试系统及方法测量残余应力具有实时性，高精度，非接触，全场位移测量，操作灵活方便等优点。

主权项

一种实时残余应力测量系统，其特征在于：该系统包括带有钻头(2)的电主轴(3)、电主轴调频器(11)、第一CCD相机(8)、第二CCD相机(9)、安装有“三维数字图像相关的钻孔残余应力测量计算软件”的计算机(12)、步进电机(7)、步进电机控制装置(10)、电主轴平移驱动装置、冷光源(14)、棋盘格标定板(15)、固定平板(16)和试件固定调节装置(13)；所述的第一CCD相机(8)和第二CCD相机(9)安装在相机调节支架上，并通过控制线与所述的计算机相连接；所述的电主轴平移驱动装置包括涡轮涡杆机构(6)和步进平移台(5)，步进平移台设置在涡轮涡杆上，电主轴(3)通过平移台连接架(4)安装在步进平移台上，步进电机的输出轴与涡杆相连，步进电机带动涡轮涡杆平移机构(6)并通过步进平移台和平移台连接架(4)实现电主轴(3)的轴向移动；涡轮涡杆机构(6)、步进电机(7)、步进电机控制装置(10)、电主轴调频器(11)、相机调节支架和试件固定调节装置(13)均固定在固定平板(16)上。