Измерение методом видеограмметрии полей деформации панелей в результате ударного повреждения

Авторы

Жаренов И. А.^*, Кулеш В. П.^**, Курулюк К. А.^***

Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского (ЦАГИ), ул. Жуковского, 1, Жуковский, Московская область, 140180, Россия

*e-mail: zharenovivan@mail.ru
**e-mail: mera@tsagi.ru
***e-mail: ksusha_kp_13@mail.ru

Аннотация

Предложено применение оптического метода видеограмметрии для бесконтактных измерений полей распределенной остаточной деформации обшивки при нанесении ударных повреждений. Разработана методика измерений с использованием одной цифровой камеры.

Проведены испытания ряда типовых панелей авиационных конструкций из алюминиевого сплава. Показано, что среднеквадратическая погрешность измерений нормальных отклонений точек поверхности вмятин глубиной до 7 мм не превышала 0,01 мм.

Показано, что измерения с высокой плотностью точек методом ВГМ дают возможность определять форму, глубину и объем вмятины, что позволяет более полно верифицировать расчетную конечно-элементную модель ударного повреждения.

Ключевые слова

бесконтактные измерения, видеограмметрический метод, поля деформации, нормальные деформации, ударные повреждения

Библиографический список

1. Garibaldi A.V., Kulesh V.P. Contactless measurements with high point density and the construction of three-dimensional numerical models of complexly shaped bodies // Measurement Techniques, 2011, vol. 54, no. 1, pp. 25 – 30.

2. Князь В.А. Оптическая система захвата движения для анализа и визуализации трехмерных процессов // Юбилейная 25-я Международная научная конференция «ГРАФИКОН’ 2015». Труды конференции. (Протвино, 22-25 сентября 2015). – Протвино: Институт физико-технической информатики, 2015. С. 232 – 236.

3. Vic-3D 2007, Testing Guide. Сorrelatedsolutions, USA, available at: http://classes.engr.oregonstate.edu/mime/winter2009/me453-001/VIC-3D%20Testing%20Guide.pdf

4. Третьякова Т.В., Третьяков М.П., Вильдеман В.Э. Оценка точности измерений с использованием видеосистемы анализа полей перемещений и деформаций // Вестник Пермского государственного технического университета. Механика. 2011. № 2. С. 92 – 100.

5. Cecchi E., van Wyk de Vries B., Lavest J.M., Harris A., Davies M. N-view reconstruction: a new method for morphological modelling and deformation measurement in volcanology // Journal of Volcanology and Geothermal Research, 2003, vol. 123, no.1-2, pp. 181 – 201.

6. Farnood Ahmadi F. Integration of industrial videogrammetry and artificial neural networks for monitoring and modeling the deformation or displacement of structures // Neural Computing & Applications, 2017, vol. 28, no. 12, pp. 3709 – 3716.

7. Кулеш В.П., Фонов С.Д. Измерение параметров движения и деформации модели самолета в аэродинамической трубе методом видеограмметрии // Ученые записки ЦАГИ. 1998. Т. XXIX. № 1‑2. С. 165 – 176.

8. Burner A.W., Tianshu Liu. Videogrammetric model deformation measurement technique // Journal of Aircraft, 2001, vol. 38, no. 4, pp. 745 – 754.

9. Kuruliuk K.A., Kulesh, V.P. Non-contact measurement of helicopter device position in wind tunnels with the use of optical videogrammetry method // AIP Conference Proceedings, 2016, vol. 1770, issue 1, available at: https://doi.org/10.1063/1.4963948

10. Nathan A. Pitcher, Jonathan T. Black, Mark F. Reeder, and Raymond C. Maple. Videogrammetry dynamics measurements of a lightweight flexible wing in a wind tunnel // 50th AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference, Palm Springs, California, May 2009, AIAA Paper 2009-2416. URL: https://www.photomodeler.com/applications/documents/PMV%20Paper%202.pdf

11. Кулеш В.П. Измерения деформации крыла пассажирского самолета в полете методом видеограмметрии // Ученые записки ЦАГИ. 2015. Т. XLVI. № 2. С. 54 – 62.

12. Кулеш В.П., Наумов С.М. Бесконтактные измерения полей нормальной деформации поверхности конструкций методом видеограмметрии при испытаниях на прочность // Ученые записки ЦАГИ. 2013. Т. XLIV. № 3. С. 91 – 103.

13. Кулеш В.П., Копотева К.А., Наумов С.М. Применение оптического метода видеограмметрии для измерений полей нормальной деформации элементов конструкций летательного аппарата // Мир измерений. 2013. № 10., С.8 – 12.

14. Курулюк Д.В. Программное обеспечение для автоматизации проведения прочностных испытаний // Автоматизация в промышленности. 2017. № 4. С. 51 – 53.

15. Ефимов А.И., Ильин В.Н. Методология определения формы объектов по данным видеоряда камеры // Труды МАИ. 2017. № 95. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=84590

16. Zachary M. Moratto, Michael J. Broxton, Ross A. Beyer, Mike Lundy and Kyle Husmann. Ames Stereo Pipeline, NASA’s Open Source Automated Stereogrammetry Software // 41st Lunar and Planetary Science Conference, 2010, URL: https://www.lpi.usra.edu/meetings/lpsc2010/pdf/2364.pdf

17. Henrik Persson. Estimation of Forest Parameters Using 3D Satellite Data. Stereogrammetry, radargrammetry and interferometry. Doctoral Thesis. Swedish University of Agricultural Sciences, 2014, available at: https://pub.epsilon.slu.se/11658/1/persson_h_141119.pdf

18. Busarova M.V., Kulesh V.P. Deformation measurements of the wing with elastic operating control in wind tunnel flow // International Conference on the Methods of Aerophysical Research, 1 January 2016, American Institute of Physics, vol. 1770, doi:10.1063/1.4963988

19. Ignatiev K.I, Stock S.R., Lee W.-K., Fezzaa K. Phase contrast stereometry: fatigue crack mapping in three dimensions // Philosophical Magazine, 2005, vol. 85, no. 28, pp. 3273 – 3300.

20. Назаров А.С. Фотограмметрия. – Минск: Тетра Системс, 2010. – 398 с.

21. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике. – М.: Наука, 1984. – 831 с.

22. Дубинский С.В., Жаренов И.А., Павлов М.В., Ордынцев В.М. Методика определения закономерностей, характеризующих энергии случайных ударных воздействия на конструкцию самолета // Ученые записки ЦАГИ. 2016. Т. XLVII. № 8. С. 88 – 97.

Скачать статью