[实用新型]一种椭圆柱形壳体的数字散斑形变检测装置

说明书

本实用新型公开了一种椭圆柱形壳体的数字散斑形变检测装置，包括椭圆柱形壳体部分、激励部分及检测部分；所述椭圆柱形壳体部分包括椭圆柱形壳体及端盖，所述激励部分包括激振器、信号发生器及功率放大器，所述检测部分包括三维数字散斑、激光位移传感器、电荷放大器、A/D采集卡、视觉检测系统、计算机及加速度计。

技术领域

本实用新型涉及振动检测领域，具体涉及一种椭圆柱形壳体的数字散斑形变检测装置。

背景技术

圆柱壳形结构现已广泛应用于许多工程领域，如机械、民用、船舶等领域。随着科学技术的发展，整体对机械结构振动的意识显著提升，于是乎，越来越多的学者着力于研究壳体的动态响应。相较于环形圆柱壳体，椭圆柱形两端封闭壳体在承载能力及设备布置等工程应用中更具优势。这是因为椭圆柱形壳体在横截面上的曲率变化具有多样性，椭圆度越大的椭圆柱形壳体，其对误差的敏感程度就越小，而且它们的极限载荷可能会高于屈曲载荷。由此，椭圆柱形两端封闭壳体经常被应用在如压力容器、声学换能器、储油罐、水下航行器等方面。因此，研究椭圆柱形两端封闭壳体的静态和动态特性具有重要的意义。目前，主流上在对椭圆柱形壳体进行形变检测方式的研究中，检测方式普遍采用压电式传感器或是加速度计，这种检测方式在安装上较为方便，但作为接触式测量方式，检测过程中势必会存在负载效应，从而人为地引入实验误差，不利于实验精度的提高。

实用新型内容

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本实用新型提供一种椭圆形壳体的数字散斑形变检测装置。

本实用新型在椭圆柱形壳表面喷漆形成三维数字散斑，而后激振器激励椭圆柱形壳，一对高速相机组成的三维全场动态形变检测系统采集圆柱形壳表面上三维数字散斑的形变信息，激光位移传感器及加速度计同时同步检测以作对比，采集的振动信息传输给计算机，计算机经过相应处理后分析出椭圆柱形壳的形变状态。

本实用新型采用如下技术方案：

一种椭圆柱形壳体的数字散斑形变检测装置，包括椭圆柱形壳体部分、激励部分及检测部分；

所述椭圆柱形壳体部分包括椭圆柱形壳体及端盖，所述端盖包括上端盖及下端盖，椭圆柱形壳体竖直放置在实验台上，上、下端盖通过螺纹联结封闭椭圆柱形壳体的上端及下端；

所述激励部分包括激振器、信号发生器及功率放大器，所述激振器设置在激振器台座上，激振器顶杆与椭圆柱形壳体的外表面接触，信号发生器产生信号输入功率放大器，功率放大器驱动激振器激起椭圆柱形壳体的形变；

所述检测部分包括三维数字散斑、激光位移传感器、电荷放大器、A/D采集卡、视觉检测系统、计算机及加速度计，三维数字散斑通过在椭圆柱形壳体外表面喷漆形成，三维数字散斑在视觉检测系统的视野范围内，加速度计设置在椭圆柱形壳体的外表面，视觉检测系统与计算机连接，加速度计及激光位移传感器检测到椭圆柱形壳体的振动信号经过电荷放大器及A/D采集卡传输到计算机。

所述视觉检测系统包括一对高速相机、相机云台及相机滑轨，所述一对高速相机安装在相机云台上，所述相机云台安装在相机滑轨上。

以三维数字散斑所覆盖的面为正面，所述加速度计具体为三个，各分布在椭圆形壳体外表面的左侧、右侧及后侧，且均分布在椭圆柱形壳体的中间部分。

所述激振器为两个，对称设置在椭圆柱形壳体的两侧。

所述激光位移传感器为两个，对称设置在椭圆柱形壳体外表面，其投射位置位于壳体竖直方向的中间位置。

所述三维数字散斑的覆盖面积占椭圆柱形壳体外表面的三分之一。

一种椭圆柱形壳体的数字散斑形变检测装置的方法，包括如下步骤：

在椭圆柱形壳体外表面喷漆随机形成三维数字散斑；