ЦИФРОВАЯ ОБРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИНТЕРФЕРОГРАММ, ПОЛУЧЕННЫХ МЕТОДОМ ФОТОУПРУГОСТИ



Цитировать

Полный текст

Аннотация

Статья посвящена цифровой обработке интерферограмм (картин интерференционных полос), полученных методом фотоупугости. Для расшифровки картин изохром разработано приложение, позволяющее практически полностью автоматизировать эту процедуру, избавив от рутинной и трудоемкой работы, которая практичеcки полностью обычно выполняется вручную. На примере классической задачи о диске, сжатом диаметрально противоположными силами, подробно описан алгоритм работы разработанного программного комплекса, включающий в себя следующие основные этапы: предобработка изображения, локализация интерференционных полос, их трассировка. В результате работы приложения создается текстовый файл, содержащий все данные, необходимые для дальнейшего определения напряженно-деформированного состояния тела (номера изохроматических полос и координаты точек, принадлежащих данной полосе).

Об авторах

А. Н. Косыгин

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева

Автор, ответственный за переписку.
Email: morenov@ssau.ru
ORCID iD: 0000-0002-0776-7939

магистрант кафедры математического моделирования в механике

Л. Н. Косыгина

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева

Email: morenov@ssau.ru
ORCID iD: 0000-0002-9831-0175

магистрант кафедры математического моделирования в механике

Список литературы

  1. Фрохт М.М. Фотоупругость. Поляризационно-оптический метод исследования напряжений: учеб. пособие. М.: Гостехиздат, 1948. Т. 2. 440 с. URL: https://es.b-ok.cc/book/3226870/10c5fc.
  2. Хаимова-Малькова Р.И. Методика исследования напряжений поляризационно-оптическим методом. М.: Наука, 1970. 116 с. URL: https://pl.b-ok.cc/book/3573106/fd4bf7.
  3. Александров А.Я. Поляризационно-оптические методы механики деформируемого тела. М.: Наука, 1973. 576 с. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=35626697.
  4. Schemm J.B., Vest C.M. Fringe pattern recognition and interpretation using nonlinear regression analysis // Applied optics. 1983. Vol. 22. No. 18. P. 2850–2853. doi: 10.1364/AO.22.002850.
  5. Chen T.Y., Taylor C.E. Computerised fringe analysis in photomechanics // Experimental Mechanics. 1989. Vol. 29. No 3. P. 323–329. DOI: https://doi.org/10.1007/BF02321416.
  6. Toh S.L., Tang S.H., Hovanesian J.D. Computarised photoelastic fringe multiplication // Experimental Techniques. 1990. V. 14. No 4. P. 21–23. doi: 10.1111/j.1747-1567.1990.tb01108.x.
  7. Разумовский И.А. Интерференционно-оптические методы механики деформируемого твердого тела. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. 240 с. URL: https://craterbook.xyz/books/interferentsionno-opticheskie.
  8. Bruno L. Full-field measurement with nanometric accuracy of 3D superficial displacements by digital profile correlation: A powerful tool for mechanics of materials // Materials and Design. 2018. V. 159. P. 170–185.
  9. Weller D. et al. Self-restraint hot cracking test for aluminum alloys using digital image correlation // Procedia CIRP. 2018. V. 74. P. 430–433. doi: 10.1016/j.procir.2018.08.165.
  10. Speckle-interferometric phase fringe patterns de-noising by using fringes direction and curvature / H. Jiang // Optics and Lasers in Engineering. 2019. V. 119. P. 30–36. doi: 10.1016/S0030-4018(99)00116-9.
  11. Степанова Л.В., Росляков П.С. Полное асимптотическое разложение М. Уильямса у вершин двух коллинеарных трещин конечной длины в бесконечной пластине // Вестник Пермского национального технического университета. Сер.: Механика. 2015. № 4. С. 188–225. doi: 10.15593/perm.mech/2015.4.12.
  12. Степанова Л.В., Адылина Е.М. Напряженно-деформированное состояние в окрестности вершины трещины в условиях смешанного нагружения // Прикладная механика и техническая физика. 2014. Т. 55. № 5. C. 181–194. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=22318154.
  13. Косыгина Л.Н. Асимптотическое представление поля напряжений у вершины трещины для пластины с боковыми надрезами: теоретическое исследование и вычислительный эксперимент // Вестник Самарского университета. Естественнонаучная серия. 2018. № 2. C. 55–66. doi: 10.18287/2541-7525-2018-24-2-55-66.
  14. Степанова Л.В. Асимптотический анализ поля напряжений у вершины трещины (учет высших приближений) // Сибирский журнал вычислительной математики. 2019. Т. 22. № 3. С. 345–361.
  15. Surendra K.V.N., Simha K.R.Y. Digital Image Analysis around isotropic points for photoelastic pattern recognition // Optic Engineering. 2015. V. 54(8). P. 081209. doi: 10.1117/1.OE.54.8.081209.
  16. Image Processing Algorith for Fringe Analysis in Phototelasticity / S. Alsiya // Scholars Journal of Engineering and Technology. 2016. V. 4(7). P. 325–328. doi: 10.21276/sjet.2016.4.7.5.
  17. Stepanova L.V., Roslyakov P.S., Lomakov P.N. A Photoelastic Study for Multiparametric Analysis of the Near Crack Tip Stress Field Under Mixed Mode Loading // Procedia Structural Integrity. 2016. V. 2. P. 1797—1804. doi: 10.1016/j.prostr.2016.06.226.
  18. Степанова Л.В., Долгих В.С. Цифровая обработка результатов оптоэлектронных измерений. Метод фотоупругости и его применение для определения коэффициентов многопараметрического асимптотического разложения М. Уильямса поля напряжений // Вестник Самарского технического университета. Сер.: Физико-математические науки. 2017. Т. 21. № 4. С. 717–735. doi: 10.14498/vsgtu1544.
  19. Stepanova L.V. Asymptotic analysis of the stress field at a crack tip in a linearly elastic material: experimental determination of williams expansion coefficients // Diagnostics, Resource and Mechanics of materials and structures. 2018. Issue 2. P. 29–41. doi: 10.17804/2410-9908.2018.2.029-041.
  20. Vivekanandan A., Ramesh K. Study of interaction effects of asymmetric cracks under biaxial loading using digital photoelasticity // Theoretical and Applied Fracture mechanics. 2019. V. 99. P. 104–117. doi: 10.1016/j.tafmec.2018.11.011.
  21. Костюк Ю.Л., Кон А.Б., Новиков Ю.Л. Алгоритмы векторизации цветных растровых изображений на основе триангуляции и их реализация // Вестник Томского государственного университета. 2003. № 280. С. 275–280.
  22. Гонсалес Р.С., Вудс Р.Е. Цифровая обработка изображений. М.: Техносфера, 2012. 1104 с. URL: http://www.technosphera.ru/files/book_pdf/0/book_311_455.pdf.
  23. Human Skin Detection Using RGB, HSV and YCbCr Color Models / S. Kolkur // International Conference on Communication and Signal Processing 2016 (ICCASP 2016). Atlantis Press. 2016. P. 324–332. doi: 10.2991/iccasp-16.2017.51.
  24. Hu Y., Nan L. Method for Shadow Removal of Moving Object in YUV Color Space // 2nd International Conference on Computer Engineering, Information Science & Application Technology. Atlantis Press. 2016. P. 662–666. doi: 10.2991/iccia-17.2017.118.
  25. Fringe pattern denoising based on deep learning / K. Yan // Optics Communications. 2019. V. 437. P. 148–152. doi: 10.1016/j.optcom.2018.12.058.
  26. Boyat A.K., Joshi B.K. Performance Evaluation of Adaptive Shrinkage Functions for Image Denoising // International Conference on Advanced Computing Networking and Informatics. 2019. P. 547–552. doi: 10.1007/978-981-13-2673-8_58.
  27. Burger W., Burge M.J. Digital image processing: an algorithmic introduction using Java. London: Springer, 2016. 810 p. URL: https://ru.b-ok.cc/book/2096439/95bff5.
  28. Chen Q., Xu J., Koltun V. Fast image processing with fully-convolutional networks // Proceedings of the IEEE International Conference on Computer Vision. 2017. P. 2497–2506.
  29. Ramesh K. Digital photoelasticity. Advanced Techniques and Applications. Berlin: Springer, 2000. 424 p. doi: 10.1115/1.1483353.
  30. Baek T.H., Kim M.S., Hong D.P. Fringe analysis for photoelasticity using image processing techniques // International Journal of Software Engineering and its Applications. 2014. V. 8. No 4. P. 91–102. doi: 10.14257/ijseia.2014.8.4.11.
  31. Москаленко С.В. Волновой алгоритм векторизации линейных растровых изображений // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2008. № 51. С. 16–21. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/volnovoy-algoritm-vektorizatsii-lineynyh-rastrovyh-izobrazheniy.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Косыгин А.Н., Косыгина Л.Н., 2019

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах