Видеограмметрическая система для бесконтактных измерений полей деформаций крупногабаритных объектов

Авторы

Курулюк К. А.

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

e-mail: ksusha_kp_13@mail.ru

Аннотация

Создан действующий макетный образец мобильной видеограмметрической измерительной (ВГМ) системы, предназначенный для оперативных бесконтактных измерений и визуализации распределенных деформаций крупногабаритных объектов в машиностроении.

Разработана и сформулирована пошаговая методика измерений с использованием одной цифровой камеры. Разработана двухэтапная методика калибровки измерительной системы.

Проведены контрольные испытания макетного образца мобильной ВГМ системы при измерениях деформаций натурного крыла нового образца транспортного самолета в эксплуатационных условиях стенда в ходе промышленных наземных ресурсных испытаний. Максимальная дистанция измерений составила 26 м. Максимальное отклонение в концевом сечении Dy составило 2590 мм, при этом среднеквадратическая погрешность измерений нормальных отклонений точек не превышала 2,5 мм.

Ключевые слова

метод видеограмметрии, бесконтактные измерения, ресурсные испытания, нормальные деформации, поля деформации

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». Сборник трудов. (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, 13 October 2016, vol. 1770, issue 1, available at: https://aip.scitation.org/doi/abs/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, available at: https://www.photomodeler.com/applications/documents/PMV%20Paper%202.pdf

11. Кулеш В.П., Курулюк К.А. Многоканальная видеограмметрическая система для бесконтактных измерений деформации демонстратора крыла с упругими органами управления // XXVII научно-техническая конференция по аэродинамике. Сборник трудов. (Жуковский, Московская область, 21-22 апреля 2016). – Жуковский: ЦАГИ, 2016. С. 152.

12. Кулеш В.П. Измерения деформации адаптивной носовой части крыла в аэродинамической трубе методом видеограмметрии // Ученые записки ЦАГИ. 2014. Т. 45. № 6. С. 100 – 109.

13. 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

14. 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, available at: https://www.lpi.usra.edu/meetings/lpsc2010/pdf/2364.pdf

15. Henrik Persson. Estimation of Forest Parameters Using 3D Satellite Data: Stereogrammetry, radargrammetry and interferometry. SLU Service/Repro, Uppsala/Alnarp, 2014, available at: https://pub.epsilon.slu.se/11658/1/persson_h_141119.pdf

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

17. 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.

18. Назаров А.С. Фотограмметрия: пособие для студентов ВУЗов. – Минск, ТетраСистемс, 2010. – 398 с.

19. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. – М.: Наука, 1984. – 831 с.

20. Mr.B. Mathankumar, Mrs.S. Jeyanthi. Implementation of fast normalized cross correlation algorithm for large scale image search // International Journal of Engineering Research and General Science, 2014, vol. 2, no. 6, pp.628 – 636, available at: http://oaji.net/articles/2014/786-1419482298.pdf

Скачать статью