[发明专利]一种整体-局部相结合的试样变形测量装置及方法

权利要求书

1.一种整体-局部相结合的试样变形测量装置，其特征在于，该试样变形测量装置包括一号位机、二号位机、万能试验机平台(1)、支腿(2)、特殊处理的试样(9)、试样夹具(10)、试验机加载横梁(11)和对中检测板(12)；万能试验机平台(1)通过四个可调高度的支腿(2)放置在地平面上；

所述的一号位机包括一号减振块(3)、直线滑轨副(4)、微型升降实验台(5)、微调旋钮(6)、一号对中激光(7)、一号工业相机(8)；一号减振块(3)底部固定安装在万能试验机平台(1)一侧，直线滑轨副(4)通过固定在一号减振块(3)上部；微型升降实验台(5)安装在直线滑轨副(4)上，能够在直线滑轨副(4)上滑动，用来调节一号工业相机(8)的光心轴所在的竖直平面位置，保证光心轴所在的竖直平面与特殊处理的试样(9)中心所在竖直平面重合，并且可以通过微调旋钮(6)调节一号工业相机(8)的光心轴的高度；一号对中激光(7)和一号工业相机(8)固定在微型升降实验台(5)的安装平台上，一号对中激光(7)照射到对中检测板(12)的中心位置，一号工业相机(8)拍摄经过特殊处理的试样(9)的前表面；所述的特殊处理的试样(9)的前表面制有识别标识(18)，是人工制的散斑，喷涂的散斑分布越随机对实验越有利；

所述的二号位机包括二号对中激光(13)、放大高倍镜头(14)、二号工业相机(15)、X-Y-Z三轴移动平台(16)、二号减振块(17)；二号减振块(17)底部固定安装万能试验机平台(1)另一侧，X-Y-Z三轴移动平台(16)固定在二号减振块(17)上部，X-Y-Z三轴移动平台(16)能够通过运动控制程序实现三轴联动，保证二号对中激光(13)的激光照射点和一号对中激光(7)的照射点重合在对中检测板(12)的中心上，通过二号对中激光(13)和一号对中激光(7)的安装，保证一号位机的世界坐标系的原点、和二号位机的世界坐标系的原点同轴，即一号工业相机(8)的光轴和二号工业相机(15)的光轴重合且与水平面平行；二号对中激光(13)和二号工业相机(15)分别固定在X-Y-Z三轴移动平台(16)竖直方向的Z轴安装平台上；所述二号工业相机(15)的镜头前端安装放大高倍镜头(14)，用来观测特殊处理的试样(9)的后表面上的识别标识(19)，所述识别标识(19)为阵列式分布的均匀散斑；

所述特殊处理的试样(9)通过上下两个试样夹具(10)夹紧；下方试样夹具(10)固定在万能试验机平台中部，上方试样夹具(10)固定试验机加载横梁(11)上，通过试验机加载横梁(11)的上下移动对试样(9)进行力学测试试验；对中检测板(12)固定安装在试验机加载横梁(11)上，用来接收一号对中激光(7)的照射点和二号对中激光(13)的激光照射点。

2.采用权利要求1所述的试样变形测量装置进行整体-局部相结合的试样变形测量方法，其特征在于以下步骤：

第一步，调整一号位机和二号位机的高度使一号对中激光(7)的照射点和二号对中激光(13)的激光照射点在对中检测板(12)上重合；

第二步，安装试样(9)，在X-Y-Z三轴移动平台(16)的Y向调整一号位机的位置，当试样(9)的识别标识全部进入位于图像视窗并清晰成像时停止Y向调整；调整二号位机在Y向的位置使试样(9)上的识别标识清晰成像于视窗；

第三步，设定一号位机检测的目标区域大小和二号位机的启动条件；所述的一号位机检测的目标区域最大不能超出二号位机观测区域的1/9；

第四步，启动一号位机数字图像测量系统，开始对识别标识定位，人为选取定位效果最好的图像作为参考图像并保存，开始实验测量；

第五步，待实验测量结束后，在二号位机拍摄的图片序列中选取第3～5张图片为参考图像，用散斑图像处理算法计算得到实验数据；最后结合一号位机和二号位机的各自数据曲线，分析试样的力学特性。