Comparação dos desvios de medição de deformação de carcaças aeronáuticas baseada na otimização do mapeamento de dados

LIU Hui ,  

LIANG Jin ,  

YE Meitu ,  

GUO Jianying ,  

LI Leigang ,  

摘要

Para resolver o problema da dificuldade de quantificar com precisão e em toda a superfície os desvios de medição de deformação por DIC estéreo nos testes de desempenho da carcaça de motores aeronáuticos, foi proposto um método sistemático e abrangente de mapeamento entre os dados de medição DIC e os dados de simulação por elementos finitos. Primeiramente, características FPFH e o algoritmo ICP foram utilizados para o registro preciso dos dois tipos de nuvem de pontos, completando o alinhamento exato dos sistemas de coordenadas dos dados; em seguida, uma rede neural ajustada por um algoritmo genético otimizou a posição dos nós do modelo de elementos finitos, eliminando as inconsistências de posição entre os conjuntos de dados, realizando o mapeamento de malha de alta precisão da simulação para a malha DIC; finalmente, um algoritmo de estimação de deformação de mínimos quadrados ponto a ponto unificou o modo de cálculo de deformação entre a simulação por elementos finitos e a medição DIC, obtendo dados comparativos consistentes com as propriedades DIC, permitindo assim a estimativa do desvio total de deformação da superfície medida. Os resultados da comparação de deformação na região das nervuras no experimento de rigidez da carcaça mostram que a precisão do mapeamento dos nós da malha é melhor que <inline-formula><alternatives><math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M1"><mn mathvariant="normal">1</mn><mo>×</mo><msup><mrow><mn mathvariant="normal">10</mn></mrow><mrow><mo>-</mo><mn mathvariant="normal">6</mn></mrow></msup><mtext> </mtext><mi mathvariant="normal">m</mi><mi mathvariant="normal">m</mi></math><graphic specific-use="big" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="alternativeImage/2BFA8645-6E9F-4c2d-985E-97B580111C71-M001.jpg"/><?fx-imagestate width="17.18733406" height="2.70933342"?><graphic specific-use="small" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="alternativeImage/2BFA8645-6E9F-4c2d-985E-97B580111C71-M001c.jpg"/><?fx-imagestate width="17.18733406" height="2.70933342"?></alternatives></inline-formula>, e o mapa e a curva do desvio de deformação entre a simulação e o DIC apresentam boa consistência, além de mostrar a localização exata dos desvios de medição DIC. Este método tem boas perspectivas de aplicação no campo de desenvolvimento e teste futuro de carcaças de motores aeronáuticos e peças similares.

关键词

correlação digital de imagens; desvio de deformação; simulação por elementos finitos; registro de nuvem de pontos; mapeamento de malha

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