CN108444629B - 一种钉载测量方法、装置、测量仪以及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种钉载测量方法、装置、测量仪以及存储介质。该方法包括：在未对复合材料连接件施加载荷以及施加特定载荷两种情况下，分别获取该连接件中与每对连接孔侧壁相切的截面在所在连接板第一面的各投影线的三维位置坐标得到初始位置参数以及挤压位置参数；根据每对连接孔对应投影线的挤压位置参数以及初始位置参数的差值以及全部连接孔所对应各投影线的挤压位置参数与初始位置参数的差值之和，确定每对连接孔的形变比；根据该形变比与所施加载荷的大小，得到每对连接孔的钉载值。采用上述技术方案实现了采用非接触的方式直接测量复合材料连接件中的钉载分布，不仅减少了测量误差，同时降低了钉载测量的成本，便于大范围使用。
Description
技术领域
本发明实施例涉及测试领域，尤其涉及一种钉载测量方法、装置、测量仪以及存储介质。
背景技术
随着飞机的更新换代，复合材料在飞机结构中的应用稳步增长，目前已应用至机身、机翼等主承力结构。由于设计、工艺和使用维护等方面的限制，通常需要采用机械连接特别是钉连接的方式进行载荷传递。
在实际应用过程中，由于复合材料机械连接的钉载分布相对于金属结构有显著差异，加之复合材料作为脆性材料的这一特殊属性，使得在飞机复合材料连接结构设计时需要精确计算连接结构中的钉载分布情况。在使用钉载分布计算方法进行计算前，必须通过试验方法验证该计算方法的有效性和可行性，以保证所设计复合材料连接结构的安全性。
现有技术中，通常采用应变片测量以及钉载传感器法获取复合材料机械连接中的钉载分布。然而，仅通过粘贴在被连接板外表面的应变片测量离散点的应变值难以表征钉孔形变截面的整体应变情况，同时由于偏心矩的存在使被连接板的内贴合面(也即内表面)与外表面的应变值存在显著差异，致使应变片测量法的测量误差较大。钉载传感器法中，将紧固件的金属杆四周对称开槽并放置应变片对形成测量器件，采用各应变片的输出信号表征传感器承受载荷情况。然而开槽后的金属杆与钉孔的配合状态发生了变化，致使获取的钉载分布难以表征实际结构中的具体分布；另外金属杆中的金属槽削弱了传感器杆的承载能力，使传感器仅能在低载工况的情况下使用，限制了传感器的应用范围，同时由于制造工艺难度大使其制造成本也较为昂贵难以广泛使用。
发明内容
本发明提供一种钉载测量方法、装置、测量仪以及存储介质，以实现在减少钉载测量误差的同时，能够降低钉载测量的成本，并且便于大范围应用。
第一方面，本发明实施例提供了一种钉载测量方法，用于测量复合材料连接件的钉载，所述连接件至少包括两块厚度相同以及材质相同的复合材料连接板，各连接板平行放置，相邻连接板之间通过两对或两对以上的连接孔连接，各连接孔的孔径相同，该方法包括：
在未对所述连接件施加载荷时，获取所述连接件中与每对连接孔侧壁相切的截面在所在连接板第一面的各投影线的三维位置坐标得到初始位置参数；
在沿与连接板平行的方向，分别对相邻连接板施加方向相对且大小相同的载荷时，获取所述连接件中与每对连接孔被挤压侧壁对应的截面在所在连接板第一面的各投影线的三维位置坐标得到挤压位置参数；
根据每对连接孔对应投影线的挤压位置参数与初始位置参数的差值以及全部连接孔所对应各投影线的挤压位置参数与初始位置参数的差值之和，确定每对连接孔的形变比；
根据每对连接孔的形变比与所施加载荷的大小，得到每对连接孔的钉载值。
第二方面，本发明实施例还提供了一种钉载测量装置，用于测量复合材料连接件的钉载，所述连接件至少包括两块厚度相同以及材质相同的复合材料连接板，各连接板平行放置，相邻连接板之间通过两对或两对以上的连接孔连接，各连接孔的孔径相同，其特征在于，所述测量方法包括：
第一获取模块，用于在未对所述连接件施加载荷时，获取所述连接件中与每对连接孔侧壁相切的截面在所在连接板第一面的各投影线的三维位置坐标得到初始位置参数；
第二获取模块，用于在沿与连接板平行的方向，分别对相邻连接板施加方向相对且大小相同的载荷时，获取所述连接件中与每对连接孔被挤压侧壁对应的截面在所在连接板第一面的各投影线的三维位置坐标得到挤压位置参数；
形变比确定模块，用于根据每对连接孔对应投影线的挤压位置参数与初始位置参数的差值以及全部连接孔所对应各投影线的挤压位置参数与初始位置参数的差值之和，确定每对连接孔的形变比；
钉载值确定模块，用于根据每对连接孔的形变比与所施加载荷的大小，得到每对连接孔的钉载值。
第三方面，本发明实施例还提供了一种测量仪，包括输入装置和输出装置，该测量仪还包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本发明任一实施例所提供的钉载测量方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明任一实施例所提供的钉载测量方法。
本发明实施例通过在未对连接件施加载荷时，获取该连接件中与每对连接孔侧壁相切的截面在所在连接板第一面的各投影线的三维位置坐标得到初始位置参数；在沿与连接板平行的方向，分别对相邻连接板施加方向相对且大小相同的载荷时，获取连接件中与每对连接孔被挤压侧壁对应的截面在所在连接板第一面的各投影线的三维位置坐标得到挤压位置参数；根据每对连接孔对应投影线的挤压位置参数与初始位置参数的差值以及全部连接孔所对应各投影线的挤压位置参数与初始位置参数的差值之和，确定每对连接孔的形变比；根据每对连接孔的形变比与所施加载荷的大小，得到每对连接孔的钉载值。采用上述技术方案解决了钉载测量误差较大的问题，实现了采用非接触的方式直接测量复合材料连接件中的钉载分布，不仅减少了测量误差，同时降低了钉载测量的成本，便于大范围使用。
附图说明
图1A是本发明实施例一中的连接件中相邻连接板的立体结构示意图；
图1B是本发明实施例一中的连接件中相邻连接板的主视图；
图1C是本发明实施例一中的连接件中相邻连接板的俯视图；
图1D是本发明实施例二中的连接件中连接板内贴合面的示意图；
图2是本发明实施例一中的一种钉载测量方法的流程示意图；
图3是本发明实施例二中的一种钉载测量方法的流程示意图；
图4是本发明实施例三中的一种钉载测量装置的结构示意图；
图5是本发明实施例四中的一种测量仪的硬件结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
本发明实施例所检测的复合材料连接件至少包括两块厚度相同以及材质相同的复合材料连接板，各连接板平行放置，相邻连接板之间通过两对或两对以上的连接孔连接，各连接孔的孔径相同。图1A示例性的给出了一种复合材料连接件的立体结构示意图，该连接件中包含两块厚度相同以及材质相同的复合材料连接板11和连接板12，其中连接板11和连接板12平行放置，并示例性给出了两连接板通过三对连接孔——连接孔对21，连接孔对22以及连接孔对23机械相连的情况。其中，图1B为图1A所示的连接件的主视图，图1C为图1A所示的连接件的俯视图。后续各实施例的技术方案均以图1A所示的连接件为例进行论述。需要说明的是，图1B主视图中所呈现的连接板的面即为连接板的第一面。
图2是本发明实施例一中的一种钉载测量方法的流程示意图，本实施例可适用于对与图1A中所示的复合材料连接件相同或类似的连接件中各连接孔进行机械连接时，测量各对连接孔的钉载分布的情况，该方法可以由钉载测量装置来执行，该装置由软件和/或硬件实现，并配置于钉载测量仪中。该钉载测量方法包括：
S110、在未对所述连接件施加载荷时，获取所述连接件中与每对连接孔侧壁相切的截面在所在连接板第一面的各投影线的三维位置坐标得到初始位置参数。
参照图1A、图1B以及图1C，当未对连接件施加载荷，也即载荷F1的载荷大小为0，载荷F2的载荷大小为0的情况下，获取连接板11以及连接板12中的连接孔对21、连接孔对22以及连接孔对23中每对连接孔侧壁相切的截面。需要说明的是，每对连接孔侧壁相切的截面有无数个，在选取截面时，仅需保证两截面平行，且截面间距离为连接孔的孔径即可。同时，为了区分后续每对连接孔受到挤压引起连接板11和连接板12的形变位移，选取的两截面位于不同的连接板上，而对截面的具体位置不做任何限定。
示例性的，图1A中示出了连接孔对21的侧壁相切的截面211以及截面212；连接孔对22的侧壁相切的截面221以及截面222；连接孔对23的侧壁相切的截面231以及截面232。其中截面211、截面221以及截面231位于连接板11中；截面212、截面222以及截面232位于连接板12中。
获取选取的每对连接孔侧壁相切的截面在所在连接板第一面的各投影线的三维位置坐标得到初始位置坐标。示例性的，可以采用数字图像相关(digital imagecorrelation，DIC)技术获取在空载状况下，也即未对连接件施加载荷时，每对连接孔侧壁相切的截面的三维位置坐标得到初始位置坐标。
S120、在沿与连接板平行的方向，分别对相邻连接板施加方向相对且大小相同的载荷时，获取所述连接件中与每对连接孔被挤压侧壁对应的截面在所在连接板第一面的各投影线的三维位置坐标得到挤压位置参数。
沿与连接板平行的方向，分别对连接板11施加载荷F1，对连接板12施加载荷F2。需要说明的时，仅需保证F1和F2在载荷大小相等，载荷方向相反，且载荷方向平行于连接板，对F1和F2的具体大小和具体方向不做任何限定。在施加载荷的情况下，获取连接板11和连接板12中每对连接孔被挤压侧壁对应的截面在所在连接板第一面的各投影线的三维位置坐标。其中，确定的被挤压侧壁对应的截面与S110的截面相同。
示例性地，按照图1A中示出的载荷F1的载荷方向确定被挤压侧壁所对应的截面，每对连接孔中位于连接板11中的连接孔的被挤压侧壁对应的截面依次为截面211，截面221以及截面231；按照图1A中示出的载荷F2的载荷方向确定被挤压侧壁序所对应的截面，每对连接孔中位于连接板13中的连接孔的被挤压侧壁对应的截面依次为截面212，截面222以及截面232。
示例性的，可采用DIC技术获取在施加载荷的情况下，获取所确定的各个截面在所在连接板第一面的投影线的三维位置坐标得到挤压位置参数。
S130、根据每对连接孔对应投影线的挤压位置参数与初始位置参数的差值以及全部连接孔所对应各投影线的挤压位置参数与初始位置参数的差值之和，确定每对连接孔的形变比。
将初始位置参数作为位移的起始位置，将每对连接孔对应的截面在所在连接板的第一面的投影线的挤压位置参数作为位移的终止位置，通过确定的相同投影线的终止位置与起始位置的差值，确定在投影线所在连接板的对应的连接孔的形变位移。将每对连接孔中位于不同连接板的形变位移做差，确定每对连接孔的形变位移。根据每对连接孔的形变位移与相邻连接板的各对连接孔的形变位移之和，确定每对连接孔的形变比。
示例性地，以图1A中的连接孔对21为例，将连接板11上的截面211在施加载荷时的挤压位置参数作为连接孔对21中位于连接板11的连接孔发生位移形变时的终止位置。将截面211在连接板11的第一面的投影线在未施加载荷时的初始位置参数作为连接孔对21中位于连接板11的连接孔发生位移形变时的起始位置。通过将截面211在连接板11的第一面的投影线发生形变的终止位置与起始位置的差值作为连接孔对21中位于连接板11的连接孔的形变位移。相应的，采用上述同样的方式，通过截面221在连接板11的第一面的投影线的挤压位置参数以及初始位置参数确定连接孔对22中位于连接板11的连接孔的形变位移；通过截面231在连接板11的第一面的投影线的挤压位置参数以及初始位置参数确定连接孔对23中位于连接板11的连接孔的形变位移。
将连接板12上的截面212在连接板12的第一面的投影线在施加载荷时的挤压位置参数作为连接孔对21中位于连接板12的连接孔发生位移形变时的终止位置。将截面212在未施加载荷时的初始位置参数作为连接孔对21中位于连接板12的连接孔发生位移形变时的起始位置。通过将截面212在连接板12的第一面的投影线发生形变的终止位置与起始位置的差值作为连接孔对21中位于连接板12的连接孔的形变位移。相应的，采用上述同样的方式，通过截面222在连接板12的第一面的投影线的挤压位置参数以及初始位置参数确定连接孔对22中位于连接板12的连接孔的形变位移；通过截面232在连接板12的第一面的投影线的挤压位置参数以及初始位置参数确定连接孔对23中位于连接板12的连接孔的形变位移。
将连接孔对21中位于连接板11的连接孔形变位移与位于连接板12中的连接孔形变位移做差确定连接孔对21的形变位移。采用同样的方式，将连接孔对22中位于连接板11的连接孔形变位移与位于连接板12中的连接孔形变位移做差确定连接孔对22的形变位移；将连接孔对23中位于连接板11的连接孔形变位移与位于连接板12中的连接孔形变位移做差确定连接孔对23的形变位移。
确定连接孔对21、连接孔对22以及连接孔对23的形变位移之和，并获取每对连接孔的形变位移与形变位移之和的比值作为每对连接孔的形变比。
S140、根据每对连接孔的形变比与所施加载荷的大小，得到每对连接孔的钉载值。
需要说明的时，因为相邻连接板的厚度和材料相同，各连接孔的孔径也相同，因此每对连接孔的钉载分布与每对连接孔的形变位移呈线性关系。具体的，每个每对连接孔的钉载分布占比与每对连接孔的形变比数值相同。因此，可以采用每对连接孔的形变比与所施加载荷的载荷大小相乘，最终确定每对连接孔的钉载值。
示例性地，通过公式：
确定位于连接孔对21的钉载值F1，位于连接孔对22的钉载值F2以及位于连接孔对23的钉载值F3。其中，S1表示连接孔对21的形变位移，S2表示连接孔对22的形变位移，S3表示连接孔对23的形变位移。
本发明实施例通过在未对连接件施加载荷时，获取该连接件的相邻连接板中与每对连接孔侧壁相切的截面在所在连接板第一面的各投影线的三维位置坐标得到初始位置参数；在沿与连接板平行的方向，分别对相邻连接板施加方向相对且大小相同的载荷时，获取连接件的相邻连接板中与每对连接孔被挤压侧壁对应的各投影线的三维位置坐标得到挤压位置参数；根据每对连接孔对应投影线的挤压位置参数与初始位置参数的差值以及所述相邻连接板的全部连接孔所对应各投影线的挤压位置参数与初始位置参数的差值之和，确定每对连接孔的形变比；根据每对连接孔的形变比与所施加载荷的大小，得到每对连接孔的钉载值。采用上述技术方案解决了钉载测量误差较大的问题，实现了采用非接触的方式直接测量复合材料连接件中的钉载分布，不仅减少了测量误差，同时降低了钉载测量的成本，便于大范围使用。
实施例二
图3是本发明实施例二中的一种钉载测量方法的流程示意图，本实施例在上述各实施例的技术方案的基础上，将特征进行了进一步的细化，以完善钉载测量方法的技术方案。该方法具体包括：
S210、在未对所述连接件施加载荷时，获取所述连接件中与每对连接孔侧壁相切的截面在所在连接板第一面的各投影线的三维位置坐标得到初始位置参数。
进一步地，将步骤“在沿与连接板平行的方向，分别对相邻连接板施加方向相对且大小相同的载荷时，获取所述连接件中与每对连接孔被挤压侧壁对应的截面在所在连接板第一面的各投影线的三维位置坐标得到挤压位置参数”细化为S221～S226。
S221、确定相邻连接板的第一连接板与第二连接板中每对连接孔在两连接板的内贴合面的投影圆的圆心。
参见附图1A连接件的立体结构图、附图1B所示的主视图、附图1C所示的俯视图以及图1D所示的内贴合面的示意图。确定相邻连接板中第一连接板11和第二连接板12中连接孔对21在第一连接板11和第二连接板12的内贴合面的投影圆以及投影圆的圆心O1、连接孔对22在内贴合面的投影圆以及投影圆的圆心O2以及连接孔对23在内贴合面的投影圆以及投影圆的圆心O3。
S222、将各圆心作为起始点确定与施加在所述第一连接板中的载荷方向相同的第一射线，并获取所述第一射线与对应的投影圆的第一交点。
S223、确定与施加在所述第二连接板中的载荷方向相同的第二射线，并获取所述第二射线与对应的投影圆的第二交点。
以圆心O1为起始点沿与所施加载荷F1平行方向确定第一射线O1M11并与投影圆O1相交于第一交点M11。相应的，以圆心O1为起始点沿与所施加载荷F2平行方向确定第二射线O1M12并与投影圆O1相交于第二交点M12。按照同样的方式分别确定投影圆O2的第一射线O2M21和第二射线O2M22以确定投影圆O2的第一交点M21和第二交点M22；确定投影圆O3的第一射线O3M31和第二射线O3M32以确定投影圆O3的第一交点M31和第二交点M32。
S224、在每对连接孔的投影圆中，通过确定过所述第二交点且与所述投影圆相切的平面与所述第一连接板重合的截面为第一挤压截面。
S225、通过确定过所述第一交点且与所述投影圆相切的平面与所述第二连接板重合的截面为第二挤压截面。
以每对连接孔的第二交点M12、第二交点M22以及第二交点M32确定与第一连接板11为相切点，确定与对应的投影圆O1、投影圆O2以及投影圆O3相切的平面，并将各平面与第一连接板11的相交的截面211、截面221以及截面231确定为第一挤压截面。
以每对连接孔的第一交点M11、第一交点M21以及第一交点M31确定与第二连接板12为相切点，确定与对应的投影圆O1、投影圆O2以及投影圆O3相切的平面，并将各平面与第二连接板12的相交的截面212、截面222以及截面232确定为第二挤压截面。
需要说明的是，因为在对连接件中各连接孔施加载荷时，在每对连接孔的各个被挤压截面中，按照上述操作方法所确定的第一挤压截面和第二挤压截面的形变位移最大，此时每对连接孔的形变比与每对连接孔的钉载值具备最优的线性关系，使得后续确定的钉载值的误差最小。
S226、获取所述连接件中位于所述第一挤压截面在所述第一连接板第一面的各投影线的三维位置坐标以及位于所述第二挤压截面在所述第二连接板第一面的各投影线的三维位置坐标形成所述挤压位置参数。
优选地，按照第一预设规则获取所述连接件中位于所述第一挤压截面在所述第一连接板第一面的各投影线中第一设定数量的特征点的三维位置坐标的坐标均值为第一挤压位置参数；按照第二设定规则获取所述连接件中位于所述第二挤压截面在所述第二连接板第一面的各投影线中第二设定数量的特征点的三维位置坐标的坐标均值为第二挤压位置参数。
示例性地，选取截面211在第一连接板11的投影线中第一设定数量的特征点的三维位置坐标形成第一特征点集合，并将第一特征点集合中的坐标数据通过求和取均值的方式确定连接孔对21的第一挤压位置参数。相应的，确定截面221在第一连接板11的投影线的第一挤压位置参数以及截面231在第一连接板11的投影线的第一挤压位置参数。其中，第一设定数量可以由开发人员设定，也可以由用户根据测量需要自行设定。第一设定数量越大，最终确定的钉载值的误差越小。
示例性地，选取截面212在第二连接板12的投影线中第二设定数量的特征点的三维位置坐标形成第二特征点集合，并将第二特征点集合中的坐标数据通过求和取均值的方式确定连接孔对21的第二挤压位置参数。相应的，确定截面222在第二连接板12的投影线的第二挤压位置参数以及截面232在第二连接板12的投影线的第二挤压位置参数。其中，第二设定数量可以由开发人员设定，也可以由用户根据测量需要自行设定。第二设定数量越大，最终确定的钉载值的误差越小。需要说明的是，第二设定数量可以和第一设定数量的值可以相同也可以不同。优选地，第二设定数量与第一设定数量的值相同。优选地，各投影线中所选取的特征点沿所在连接板的第一面厚度对称。
进一步地，将步骤“根据每对连接孔对应投影线的挤压位置参数与初始位置参数的差值以及全部连接孔所对应各的挤压位置参数与初始位置参数的差值之和，确定每对连接孔的形变比”细化为S231～S232。
S231、根据连接孔的第一挤压截面对应投影线的第一挤压位置参数与相应特征点的初始位置参数均值的差值确定每对连接孔的形变位移。
需要说明的是，为了减小确定的每对连接孔的形变位移的误差，获取的初始位置参数所选取的特征点优选为与施加载荷时的特征点的所在位置相同。
S232、根据各连接孔的形变位移与所在相邻连接板的全部连接孔的形变位移和，确定每对连接孔的形变比。
S240、根据每对连接孔的形变比与所施加载荷的大小，得到每对连接孔的钉载值。
本发明实施例通过将挤压位置参数确定步骤以及形变比确定步骤进行了进一步细化，以完善钉载测量方法的相关步骤，解决了钉载测量误差较大的问题，实现了采用非接触的方式直接测量复合材料连接件中的钉载分布，不仅减少了测量误差，同时降低了钉载测量的成本，便于大范围使用。
实施例三
图4为本发明实施例三中的一种钉载测量装置的结构示意图，本实施例可适用于对于图1A中所示的复合材料连接件相同或类似的连接件中各连接孔进行机械连接时，测量各对连接孔的钉载分布的情况，该装置包括：第一获取模块310，第二获取模块320，形变比确定模块330以及钉载值确定模块340。
其中，第一获取模块310，用于在未对所述连接件施加载荷时，获取所述连接件中与每对连接孔侧壁相切的截面在各连接板第一面的各投影线的三维位置坐标得到初始位置参数；
第二获取模块320，用于在沿与连接板平行的方向，分别对相邻连接板施加方向相对且大小相同的载荷时，获取所述连接件中与每对连接孔被挤压侧壁对应的截面在各连接板第一面的各投影线的三维位置坐标得到挤压位置参数；
形变比确定模块330，用于根据每对连接孔对应投影线的挤压位置参数与初始位置参数的差值以及全部连接孔所对应各投影线的挤压位置参数与初始位置参数的差值之和，确定每对连接孔的形变比；
钉载值确定模块340，用于根据每对连接孔的形变比与所施加载荷的大小，得到每对连接孔的钉载值。
本发明实施例通过第一获取模块310在未对连接件施加载荷时，获取该连接件中与每对连接孔侧壁相切的在各连接板第一面的各投影线的三维位置坐标得到初始位置参数；通过第二获取模块320在施加特定方向和大小的载荷时，获取连接件中与每对连接孔被挤压侧壁对应的各投影线的三维位置坐标得到挤压位置参数；通过形变比确定模块330根据挤压位置参数与初始位置参数的差值以及所述相邻连接板的全部连接孔所对应投影线的挤压位置参数与初始位置参数的差值之和，确定每对连接孔的形变比；并通过钉载值确定模块340根据每对连接孔的形变比与所施加载荷的大小，得到每对连接孔的钉载值。采用上述技术方案解决了钉载测量误差较大的问题，实现了采用非接触的方式直接测量复合材料连接件中的钉载分布，不仅减少了测量误差，同时降低了钉载测量的成本，便于大范围使用。
进一步地，所述第二获取模块320，包括：
圆心确定单元，用于确定相邻连接板的第一连接板与第二连接板中每对连接孔在两连接板的内贴合面的投影圆的圆心；
交点确定单元，用于将各圆心作为起始点确定与施加在所述第一连接板中的载荷方向相同的第一射线，并获取所述第一射线与对应的投影圆的第一交点；以及确定与施加在所述第二连接板中的载荷方向相同的第二射线，并获取所述第二射线与对应的投影圆的第二交点；
截面确定单元，用于在每对连接孔的投影圆中，通过确定过所述第一交点且与所述投影圆相切的平面与所述第一连接板重合的截面为第一挤压截面；以及通过确定过所述第二交点且与所述投影圆相切的平面与所述第二连接板重合的截面为第二挤压截面；
挤压位置参数获取单元，用于获取所述连接件中位于所述第一挤压截面在所述第一连接板第一面的各投影线的三维位置坐标以及位于所述第二挤压截面在所述第二连接板第一面的各投影线的三维位置坐标形成所述挤压位置参数。
进一步地，所述挤压位置参数获取单元，具体用于：
按照第一预设规则获取所述连接件中位于所述第一挤压截面在所述第一连接板第一面的各投影线中第一设定数量的特征点的三维位置坐标的坐标均值为第一挤压位置参数；
按照第二设定规则获取所述连接件中位于所述第二挤压截面在所述第二连接板第一面的各投影线中第二设定数量的特征点的三维位置坐标的坐标均值为第二挤压位置参数。
进一步地，所述形变比确定模块330，包括：
形变位移确定单元，用于根据连接孔的第一挤压截面对应投影线的第一挤压位置参数与相应特征点的初始位置参数均值的差值确定每对连接孔的形变位移；
形变比确定单元，用于根据各连接孔的形变位移与所在相邻连接板的全部连接孔的形变位移和，确定每对连接孔的形变比。
上述钉载测量装置可执行本发明任意实施例所提供的钉载测量方法，具备执行钉载测量方法相应的功能模块和有益效果。
实施例四
图5为本发明实施例四提供的一种测量仪的硬件结构示意图。如图5所示，该测量仪，包括输入装置410、输出装置420、处理器430以及存储装置440。
其中，输入装置410，用于获取连接件中各截面的三维位置坐标；
输出装置420，用于输出连接件中每对连接孔的钉载值；
一个或多个处理器430；
存储装置440，用于存储一个或多个程序。
图5中以一个处理器430为例，该测量仪中的输入装置410可以通过总线或其他方式与输出装置420、处理器430以及存储装置440相连，且处理器430和存储装置440也通过总线或其他方式连接，图4中以通过总线连接为例。
在本实施例中，测量仪中的处理器430可以在输入装置410获取到每对连接孔侧壁相切的截面在所在连接板第一面的投影线的初始位置参数以及挤压位置参数后，根据挤压位置参数的差值以及相邻连接板的全部连接孔所对应的截面在所在连接板第一面的投影线的挤压位置参数和初始位置参数的差值之和，确定每对连接孔的形变比；还可以根据每对连接孔的形变比与所施加载荷的大小，确定每对连接孔的钉载值。
该测量仪中的存储装置440作为一种计算机可读存储介质，可用于存储一个或多个程序，所述程序可以是软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中钉载测量方法对应的程序指令/模块(例如，附图4所示的第一获取模块310、第二获取模块320、形变比确定模块330以及钉载值确定模块340)。处理器430通过运行存储在存储装置440中的软件程序、指令以及模块，从而执行测量仪的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的钉载测量方法。
存储装置440可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储数据等(如上述实施例中的初始位置参数、挤压位置参数、形变比以及载荷大小等)。此外，存储装置440可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储装置440可进一步包括相对于处理器430远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至测量仪。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
此外，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被钉载测量装置执行时实现本发明实施提供的钉载测量方法，该方法包括：在未对所述连接件施加载荷时，获取所述连接件中与每对连接孔侧壁相切的截面在所在连接板第一面的各投影线的三维位置坐标得到初始位置参数；在沿与连接板平行的方向，分别对相邻连接板施加方向相对且大小相同的载荷时，获取所述连接件中与每对连接孔被挤压侧壁对应的截面在所在连接板第一面的各投影线的三维位置坐标得到挤压位置参数；根据每对连接孔对应投影线的挤压位置参数与初始位置参数的差值以及全部连接孔所对应各投影线的挤压位置参数与初始位置参数的差值之和，确定每对连接孔的形变比；根据每对连接孔的形变比与所施加载荷的大小，得到每对连接孔的钉载值。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，测量仪，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (8)
1.一种钉载测量方法，用于测量复合材料连接件的钉载，所述连接件至少包括两块厚度相同以及材质相同的复合材料连接板，各连接板平行放置，相邻连接板之间通过两对或两对以上的连接孔连接，各连接孔的孔径相同，其特征在于，所述测量方法包括：
在未对所述连接件施加载荷时，获取所述连接件中与每对连接孔侧壁相切的截面在所在连接板第一面的各投影线的三维位置坐标得到初始位置参数；
在沿与连接板平行的方向，分别对相邻连接板施加方向相对且大小相同的载荷时，获取所述连接件中与每对连接孔被挤压侧壁对应的截面在所在连接板第一面的各投影线的三维位置坐标得到挤压位置参数；
根据每对连接孔对应投影线的挤压位置参数与初始位置参数的差值以及全部连接孔所对应各投影线的挤压位置参数与初始位置参数的差值之和，确定每对连接孔的形变比；
根据每对连接孔的形变比与所施加载荷的大小，得到每对连接孔的钉载值；
其中，所述在沿与连接板平行的方向，分别对相邻连接板施加方向相对且大小相同的载荷时，获取所述连接件中与每对连接孔被挤压侧壁对应的截面在所在连接板第一面的各投影线的三维位置坐标得到挤压位置参数，包括：
确定相邻连接板的第一连接板与第二连接板中每对连接孔在两连接板的内贴合面的投影圆的圆心；
将各圆心作为起始点确定与施加在所述第一连接板中的载荷方向相同的第一射线，并获取所述第一射线与对应的投影圆的第一交点；以及确定与施加在所述第二连接板中的载荷方向相同的第二射线，并获取所述第二射线与对应的投影圆的第二交点；
在每对连接孔的投影圆中，通过确定过所述第二交点且与所述投影圆相切的平面与所述第一连接板重合的截面为第一挤压截面；以及通过确定过所述第一交点且与所述投影圆相切的平面与所述第二连接板重合的截面为第二挤压截面；
获取所述连接件中位于所述第一挤压截面在所述第一连接板第一面的各投影线的三维位置坐标以及位于所述第二挤压截面在所述第二连接板第一面的各投影线的三维位置坐标形成所述挤压位置参数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述连接件中位于所述第一挤压截面在所述第一连接板第一面的各投影线的三维位置坐标以及位于所述第二挤压截面在所述第二连接板第一面的各投影线的三维位置坐标形成所述挤压位置参数，包括：
按照第一预设规则获取所述连接件中位于所述第一挤压截面在所述第一连接板第一面的各投影线中第一设定数量的特征点的三维位置坐标的坐标均值为第一挤压位置参数；
按照第二设定规则获取所述连接件中位于所述第二挤压截面在所述第二连接板第一面的各投影线中第二设定数量的特征点的三维位置坐标的坐标均值为第二挤压位置参数。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据每对连接孔对应投影线的挤压位置参数与初始位置参数的差值以及全部连接孔所对应各投影线的挤压位置参数与初始位置参数的差值之和，确定每对连接孔的形变比，包括：
根据连接孔的第一挤压截面对应投影线的第一挤压位置参数与相应特征点的初始位置参数均值的差值确定每对连接孔的形变位移；
根据各连接孔的形变位移与所在相邻连接板的全部连接孔的形变位移和，确定每对连接孔的形变比。
4.一种钉载测量装置，用于测量复合材料连接件的钉载，所述连接件至少包括两块厚度相同以及材质相同的复合材料连接板，各连接板平行放置，相邻连接板之间通过两对或两对以上的连接孔连接，各连接孔的孔径相同，其特征在于，所述测量方法包括：
第一获取模块，用于在未对所述连接件施加载荷时，获取所述连接件中与每对连接孔侧壁相切的截面在所在连接板第一面的各投影线的三维位置坐标得到初始位置参数；
第二获取模块，用于在沿与连接板平行的方向，分别对相邻连接板施加方向相对且大小相同的载荷时，获取所述连接件中与每对连接孔被挤压侧壁对应的截面在所在连接板第一面的各投影线的三维位置坐标得到挤压位置参数；
形变比确定模块，用于根据每对连接孔对应投影线的挤压位置参数与初始位置参数的差值以及所在相邻连接板的全部连接孔所对应各投影线的挤压位置参数与初始位置参数的差值之和，确定每对连接孔的形变比；
钉载值确定模块，用于根据每对连接孔的形变比与所施加载荷的大小，得到每对连接孔的钉载值；
其中，所述第二获取模块，包括：
圆心确定单元，用于确定相邻连接板的第一连接板与第二连接板中每对连接孔在两连接板的内贴合面的投影圆的圆心；
交点确定单元，用于将各圆心作为起始点确定与施加在所述第一连接板中的载荷方向相同的第一射线，并获取所述第一射线与对应的投影圆的第一交点；以及确定与施加在所述第二连接板中的载荷方向相同的第二射线，并获取所述第二射线与对应的投影圆的第二交点；
截面确定单元，用于在每对连接孔的投影圆中，通过确定过所述第二交点且与所述投影圆相切的平面与所述第一连接板重合的截面为第一挤压截面；以及通过确定过所述第一交点且与所述投影圆相切的平面与所述第二连接板重合的截面为第二挤压截面；
挤压位置参数获取单元，用于获取所述连接件中位于所述第一挤压截面在所述第一连接板第一面的各投影线的三维位置坐标以及位于所述第二挤压截面在所述第二连接板第一面的各投影线的三维位置坐标形成所述挤压位置参数。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述挤压位置参数获取单元，具体用于：
按照第一预设规则获取所述连接件中位于所述第一挤压截面在所述第一连接板第一面的各投影线中第一设定数量的特征点的三维位置坐标的坐标均值为第一挤压位置参数；
按照第二设定规则获取所述连接件中位于所述第二挤压截面在所述第二连接板第一面的各投影线中第二设定数量的特征点的三维位置坐标的坐标均值为第二挤压位置参数。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述形变比确定模块，包括：
形变位移确定单元，用于根据连接孔的第一挤压截面对应投影线的第一挤压位置参数与相应特征点的初始位置参数均值的差值确定每对连接孔的形变位移；
形变比确定单元，用于根据各连接孔的形变位移与全部连接孔的形变位移和，确定每对连接孔的形变比。
7.一种测量仪，包括输入装置和输出装置，其特征在于，还包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-3中任一项所述的钉载测量方法。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-3中任一项所述的钉载测量方法。
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