基于机器视觉的薄壁件振动模态测试方法研究

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1、密级：（非密）硕士学位论文中图分类号：（TH113.1TP391）基于机器视觉的薄壁件振动模态测试方法研究学位类型：学术型学位学科（专业学位类别）：机械工程作者姓名：袁继广导师姓名及职称：伍济钢副教授实践导师姓名及职称：学院名称：机电工程学院论文提交日期：2016年05月27日基于机器视觉的薄壁件振动模态测试方法研究学位类型：学术型学位学科（专业学位类别）：机械工程作者姓名：袁继广作者学号：13010301012导师姓名及职称：伍济钢副教授实践导师姓名及职称：学院名称：机电工程学院论文提交日期：2016年05月27日学位授予单位：湖南科技大学Re

2、searchonVibrationModalTestingMethodforThin-walledPartsBasedonMachineVisionTypeofDegreeAcademicDegreeDiscipline(TypeofProfessionalDegree)MechanicalEngineeringCandidateYuanJiguangStudentNumber13010301012SupervisorandProfessionalTitleWuJigang,AssociateProfessorSchoolCollegeofEle

3、ctromechanicalEngineeringthDateMay27,2016UniversityHunanUniversityofScienceandTechnology学位论文原创性声明进行巧本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立究所取得的巧究成果。除了文中特别加标注引用的内容外，本论文．不包含任何其他个人或集体＆经发表或撰写的成果作品。对本文的巧■．ｔ究做出重要责献的个人和集体，均氏在文中明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签矣；《鍊日期；之翁Ｊ：月曰了学位

4、论文版权使用授权ＩＶ本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许全部论文被查阅和借閑。本人授权湖南科技大学可将本学位论文的可Ｌ、缩印或扫描等或部分内容编入有关数据库进行检索，乂采巧影印复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。？如么＾．日期：／峰Ｊ月日作者签名：涕Ｉｊ曰期〇齡ｉＴ月曰导师签名：佔所的：？！２＾摘要薄壁件具有重量轻、可靠性强和结构效率高等优点，已日益广泛地应用于工业生产的各个领域。但薄壁件的壁厚相对

5、整体尺寸小，面积大且刚度低，在机械系统运行过程中极易产生振动，形成振动噪声甚至引起机械故障，所以必须对薄壁件进行模态测试和动力学预测。传统的接触式测量方法由于引入传感器的附加质量会改变薄壁件的原有动力学特性，同时接触式传感器获取的信息量有限，不容易实现全场测量。单点激光逐点测振的模态测试方法存在操作费时、劳动量大、测量周期长等问题。激光连续扫描测振的模态测试方法虽然弥补了单点激光模态测试的不足，但是此方法对于被测物体的表面质量要求高，需要复杂的光路系统和运动控制装置，且测量结果易受外界振动的影响，难以满足实验模态和工作模态测试的需求。针对此情况，

6、本文提出了基于机器视觉的薄壁件振动模态测试方法。本文首先研究了基于机器视觉的振动测量基础理论。运用工业相机成像的基本原理，建立了物体成像的数学模型,研究了工业相机模型参数的标定方法；研究了视觉振动测量技术相关的图像预处理方法，包括ROI确定、图像滤波和图像特征增强算法，针对常用图像滤波方法的不足，对小波图像去噪方法进行了深入研究；研究了图像分割和Blob分析结合的特征点振动信息提取方法。其次研究了基于机器视觉的薄壁梁实验模态测试方法。设计了薄壁梁模态测试系统，包括工业相机、光学镜头、光源和模态激振仪等组成的硬件系统，实现了工业相机模型参数的标定，

7、并对薄壁梁进行视觉振动测量实验，获取了薄壁梁的振动参数，通过与传统加速度传感器测量结果进行对比分析，表明该系统能准确地实现视觉振动测量；通过模态激振仪对被测物体进行扫频，实现了基于机器视觉的薄壁梁实验模态测试，获取了薄壁梁的前两阶固有频率和固有频率下的模态振型，并通过使用薄壁梁有限元模态分析对测试结果进行了对比分析与验证。最后研究了基于机器视觉的薄壁梁工作模态测试方法。运用随机子空间模态参数识别理论，研究了协方差驱动的随机子空间模态参数识别方法，以薄壁梁为实验对象，进行了工作模态测试实验，获取了未知激励条件下薄壁梁的工作模态参数，并对测试结果进行

8、了对比分析与验证。本文提出的机器视觉的薄壁件振动模态测试方法，可以实现薄壁件的多点无接触振动模态测量，可有效解决工作模态测试难的问题，大