
艙段結(jié)構(gòu)是運(yùn)載火箭的重要組成部分,地面荷載試驗(yàn)則是分析艙段承載能力的重要環(huán)節(jié)。在荷載試驗(yàn)中,需要測(cè)量每一級(jí)荷載作用下的艙段結(jié)構(gòu)變形信息,以分析結(jié)構(gòu)變形狀態(tài)和力學(xué)性能。傳統(tǒng)的應(yīng)變片測(cè)量技術(shù)具有較高的應(yīng)變測(cè)量精度,但是無(wú)法滿 足火箭艙段大范圍、全場(chǎng)的應(yīng)變測(cè)量需求。 目前,攝像測(cè)量技術(shù)因其大范圍、全場(chǎng)、非接觸等特殊優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用于科研和工程領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)變形測(cè)量。攝像測(cè)量技術(shù)不僅可以測(cè)量結(jié)構(gòu)表面應(yīng)變場(chǎng),還可以測(cè)量結(jié)構(gòu)表面三維位移場(chǎng),獲得豐富的變形數(shù)據(jù)。 針對(duì)超大直徑運(yùn)載火箭艙段全周變形實(shí)時(shí)測(cè)量需求,團(tuán)隊(duì)研制了由24臺(tái)相機(jī)組成的相機(jī)網(wǎng)絡(luò)變形測(cè)量系統(tǒng)和基于CPU并行計(jì)算策略的實(shí)時(shí)三維變形測(cè)量軟件,成功實(shí)現(xiàn)了火箭艙段內(nèi)表面柱坐標(biāo)系下360°全周變形測(cè)量和局部笛卡爾坐標(biāo)系下區(qū)域變形實(shí)時(shí)測(cè)量,根據(jù)變形結(jié)果可以直接分析其變形狀態(tài)和力學(xué)性能。三個(gè)方向位移靜態(tài)噪聲標(biāo)準(zhǔn)差小于0.01 mm,應(yīng)變靜態(tài)噪聲標(biāo)準(zhǔn)差小于50微應(yīng)變。
所屬分類: 大型結(jié)構(gòu)三維動(dòng)態(tài)變形測(cè)量
將相機(jī)固定在六棱柱形狀的安裝平臺(tái)上,通過(guò)可伸出式的支桿確保相機(jī)置于合適的成像距離上。每根支桿安裝兩臺(tái)相機(jī),共有24臺(tái)相機(jī)組成了12套雙目測(cè)量單元。24臺(tái)相機(jī)通過(guò)硬觸發(fā)線實(shí)現(xiàn)同步觸發(fā)采集圖像,相機(jī)分辨率為2048′2048像素,其像元尺寸為5.5 μm。在物距為2.6 m的情況下選用8 mm鏡頭,對(duì)應(yīng)相機(jī)視場(chǎng)約為3.6 m′3.6 m。根據(jù)視場(chǎng)尺寸,使用電腦生成直徑為7.2 mm(約4個(gè)像素直徑)的優(yōu)化數(shù)字散斑,并制作成轉(zhuǎn)印貼紙附在艙段內(nèi)表面,從而實(shí)現(xiàn)高精度散斑場(chǎng)的制作。

多相機(jī)全周變形測(cè)量系統(tǒng)示意圖

多相機(jī)全周變形測(cè)量系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)圖