RU2768109C1 - Combined method of detecting vibrations of cylindrical shell - Google Patents
Combined method of detecting vibrations of cylindrical shell Download PDFInfo
- Publication number
- RU2768109C1 RU2768109C1 RU2021112922A RU2021112922A RU2768109C1 RU 2768109 C1 RU2768109 C1 RU 2768109C1 RU 2021112922 A RU2021112922 A RU 2021112922A RU 2021112922 A RU2021112922 A RU 2021112922A RU 2768109 C1 RU2768109 C1 RU 2768109C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cylindrical shell
- field
- shell
- images
- marks
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H9/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by using radiation-sensitive means, e.g. optical means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области испытательной и измерительной техники и позволяет бесконтактно регистрировать вынужденные колебания цилиндрической оболочки при ее ударно-волновом нагружении.The invention relates to the field of testing and measuring technology and allows non-contact registration of forced vibrations of a cylindrical shell during its shock-wave loading.
Известен способ регистрации колебаний цилиндрической оболочки (Новиков С.А., Пермяков В.В., Рябикнн А.И., Синицин В.А. Применение фотометрического метода для измерения перемещений металлических оболочек при взрывном нагружении // ПМТФ. 1978. №4. С. 60 - 163). Он основан на механической модуляции светового луча, пропускаемого через узкую щель между исследуемой поверхностью и неподвижным ограничителем, что обеспечивает регистрацию колебаний цилиндрической оболочки только в выделенном сечении и в поперечном направлении. Таким образом, известный способ не позволяет получить общую волновую картину колебаний цилиндрической оболочки при ее ударно-волновом нагружении.A known method for recording vibrations of a cylindrical shell (Novikov S.A., Permyakov V.V., Ryabiknn A.I., Sinitsin V.A. Application of the photometric method for measuring the displacements of metal shells under explosive loading // PMTF. 1978. No. 4. pp. 60 - 163). It is based on the mechanical modulation of a light beam passing through a narrow gap between the surface under study and a fixed limiter, which ensures that vibrations of a cylindrical shell are recorded only in a selected section and in the transverse direction. Thus, the known method does not allow to obtain a general wave pattern of oscillations of a cylindrical shell during its shock-wave loading.
Известен «Способ измерения деформации изделий» (а.с. SU№1245875, МПК 4G01B 11/16, опубл.23.07.86). заключающийся в том, что на поверхность исследуемого изделия до погружения проецируют эталонную систему меток. Одновременно проецируют эталонную систему меток на эталонное изделие. Отраженные от поверхностей эталонного и исследуемого изделий системы эталонных меток фиксируют в плоскости регистрации изображения исследуемого изделия. Совмещают обе системы путем смещения эталонного изделия до полного исчезновения образующихся в процессе совмещения интерференционных полос. Затем изделие нагружают, регистрируют образующуюся интерференционную картину и по ней измеряют деформации.Known "Method of measuring the deformation of products" (AS SU No. 1245875, IPC
Недостатком данного способа является отсутствие информации о состоянии исследуемой поверхности во время ее колебательных движений, вызванных нагружением. Данный способ выбран в качестве прототипа.The disadvantage of this method is the lack of information about the state of the surface under study during its oscillatory movements caused by loading. This method is chosen as a prototype.
Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание способа, обеспечивающего бесконтактную регистрацию вынужденных колебаний цилиндрической оболочки при ее ударно-волновом нагружении визуализацию колебательных движений поверхности. определение пространственно-временных зависимостей колебаний элементов поверхности.The technical problem to be solved by the claimed invention is the creation of a method that provides non-contact registration of forced oscillations of a cylindrical shell during its shock-wave loading, visualization of oscillatory movements of the surface. determination of spatio-temporal dependences of oscillations of surface elements.
Техническим результатом применения предлагаемого способа является получение информации о динамике развития ударно-волновой картины поверхности цилиндрической оболочки при ее нагружении, повышение достоверности и точности экспериментальной информации о вынужденных колебаниях цилиндрической оболочки.The technical result of applying the proposed method is to obtain information about the dynamics of development of the shock-wave pattern of the surface of the cylindrical shell when it is loaded, to increase the reliability and accuracy of experimental information about the forced vibrations of the cylindrical shell.
Технический результат достигается за счет того, что в заявляемом комбинированном способе регистрации колебаний цилиндрической оболочки, включающем нанесение меток на поверхность цилиндрической оболочки, оптическую регистрацию ее изображения с нанесенными метками до и после ударно-волновою нагружения оболочки, последующий анализ полученных изображений, в отличие от прототипа, колебания оболочки дополнительно фиксируют при помощи первого и второго индукционных датчиков, размещенных в измерительном сечении, перпендикулярном продольной оси цилиндрической оболочки, содержащих установленные в едином каркасе, выполненном с возможностью перемещения вдоль наружной поверхности оболочки, полевоспринимающие устройства и полесоздающие устройства, установленные на поверхности цилиндрической оболочки вдоль ортогональных осей измерительного сечения напротив полевоспринимающих устройств. Сигнал на запуск оптического регистратора формируют в момент поступления с полевоспринимающих устройств суммарного сигнала, превышающего заданный уровень сигнала. Изображения меток, размер ячейки которых занимает площадь на изображении не менее 4 пикселей, регистрируют в дискретные моменты времени относительно запускающего сигнала. Анализ полученных изображений производят совместно с анализом зарегистрированных сигналов с индукционных датчиков. Изменение направления и амплитуды смещения элементов поверхности цилиндрической оболочки определяют путем кросскорреляционного анализа пар изображений меток, полученных в разные моменты времени.The technical result is achieved due to the fact that in the proposed combined method for recording oscillations of a cylindrical shell, including applying marks to the surface of a cylindrical shell, optical registration of its image with marks applied before and after shock-wave loading of the shell, subsequent analysis of the obtained images, in contrast to the prototype , vibrations of the shell are additionally recorded using the first and second induction sensors placed in the measuring section perpendicular to the longitudinal axis of the cylindrical shell, containing field-receiving devices and field-creating devices mounted on the surface of the cylindrical shell installed in a single frame, configured to move along the outer surface of the shell along the orthogonal axes of the measuring section opposite the field-receiving devices. The signal to start the optical recorder is formed at the moment of receipt from the field-receiving devices of the total signal exceeding the specified signal level. Images of marks, the cell size of which occupies an area of at least 4 pixels on the image, are recorded at discrete time points relative to the triggering signal. The analysis of the received images is carried out together with the analysis of the registered signals from the induction sensors. The change in the direction and amplitude of the displacement of the elements of the surface of the cylindrical shell is determined by cross-correlation analysis of pairs of images of marks obtained at different points in time.
Применение индукционных датчиков позволяет осуществить запуск оптического регистратора синхронно с началом исследуемого процесса и обеспечивает автономность схемы регистрации. Применение двух индукционных датчиков, расположенных в измерительном сечении, перпендикулярном продольной оси цилиндрической оболочки, при условии расположения полесоздающих устройств на поверхности цилиндрической оболочки вдоль ортогональных осей измерительного сечения напротив полевоспринимающих устройств, обеспечивает получение информации о колебательных процессах цилиндрической оболочки в измерительном сечении при произвольном направлении колебательных движений ее поверхности. Жесткое размещение полевоспринимающих устройств с помощью единого каркаса, выполненного с возможностью перемещения вдоль исследуемой цилиндрической оболочки, позволяет точно закрепить полевоспринимающие устройства и перемещать их в случае необходимости без трудоемкой переустановки, что повышает точность и надежность регистрации. Формирование сигнала на запуск оптического регистратора в момент поступления с полевоспрпнимающих устройств суммарного сигнала, превышающего заданный уровень сигнала, повышает надежность регистрации. Нанесение меток на поверхность цилиндрической оболочки при условии, что размер их ячейки на изображении занимает площадь не менее 4 пикселей, повышает точность идентификации элементов поверхности цилиндрической оболочки на ее изображении. Применение оптической регистрации изображения оболочки с нанесенными метками до и после ее ударно-волнового нагружения и последующего кросскорреляционного анализа полученной информации позволяет получить информацию о динамике развития ударно-волновой картины поверхности цилиндрической оболочки при ее нагружении. Совместный анализ зарегистрированных сигналов с индукционных датчиков и результатов, полученных на основе информации с оптического регистратора, повышает достоверность и точность экспериментальной информации о вынужденных колебаниях цилиндрической оболочки.The use of inductive sensors makes it possible to start the optical recorder synchronously with the beginning of the process under study and ensures the autonomy of the recording circuit. The use of two induction sensors located in the measuring section perpendicular to the longitudinal axis of the cylindrical shell, provided that the field-creating devices are located on the surface of the cylindrical shell along the orthogonal axes of the measuring section opposite the field-receiving devices, provides information on the oscillatory processes of the cylindrical shell in the measuring section with an arbitrary direction of oscillatory movements its surface. Rigid placement of field-sensing devices using a single frame that can be moved along the investigated cylindrical shell allows you to accurately fix the field-sensing devices and move them if necessary without laborious reinstallation, which increases the accuracy and reliability of registration. Formation of a signal to start the optical recorder at the moment of receipt from the field-receiving devices of the total signal exceeding the specified signal level, increases the reliability of registration. Applying marks to the surface of a cylindrical shell, provided that the size of their cell in the image occupies an area of at least 4 pixels, increases the accuracy of identifying the elements of the surface of the cylindrical shell in its image. The use of optical recording of the image of the shell with applied marks before and after its shock-wave loading and subsequent cross-correlation analysis of the information obtained makes it possible to obtain information on the dynamics of the development of the shock-wave pattern of the surface of a cylindrical shell during its loading. Joint analysis of the recorded signals from inductive sensors and the results obtained on the basis of information from the optical recorder increases the reliability and accuracy of experimental information about the forced vibrations of a cylindrical shell.
Заявляемый способ поясняется чертежом.The inventive method is illustrated in the drawing.
На фигуре изображены: 1 - цилиндрическая оболочка; 2 - индукционный датчик, 3 - поле создающее устройство; 4 - полевоспринимающее устройство; 5 - каркас; 6 - сумматор; 7 - пороговое устройство; 8 - генератор импульсов; 9 - оптический регистратор (возможно использование высокоскоростной видеокамеры); 10 - цифровой регистратор; 11 - автономное устройство питания; 12 - линии связи.The figure shows: 1 - cylindrical shell; 2 - induction sensor, 3 - field creating device; 4 - field-perceiving device; 5 - frame; 6 - adder; 7 - threshold device; 8 - pulse generator; 9 - optical recorder (it is possible to use a high-speed video camera); 10 - digital recorder; 11 - autonomous power supply; 12 - communication lines.
Регистрацию колебаний цилиндрической оболочки осуществляют следующим образом.Registration of oscillations of the cylindrical shell is carried out as follows.
На заданную область поверхности цилиндрической оболочки 1 наносят метки (на фигуре не показаны). Расположение меток, их количество, цвет должны обеспечивать получение с помощью оптического регистратора 9 высококонтрастного изображения заданной области поверхности цилиндрической оболочки 1. Размер меток выбирают из условия, что на изображении, полученном с помощью оптического регистратора 9, размер ее ячейки должен занимать площадь не менее 4 пикселей.On a given area of the surface of the
С помощью двух индукционных датчиков 2 образуют измерительное сечение, перпендикулярное продольной оси цилиндрической оболочки.Using two
В состав каждого индукционного датчика 2 входит полесоздающее 3 и полевоспринимающее 4 устройства. Полесоздающие устройства 3 устанавливают на поверхности цилиндрической оболочки 1 вдоль ортогональных осей измерительного сечения. Первое и второе полевоспринпмающее устройство 4, установленные в едином каркасе 5, выполненном с возможностью перемещения вдоль наружной поверхности оболочки 1, с помощью каркаса 5. располагают напротив первого и второго полесоздающего устройства 3 соответственно.The structure of each
Осуществляют ударно-волновое нагружение оболочки 1, например взрывное нагружение.Perform shock-wave loading of the
Выход первого и второго полевоспринимающего устройства 4 электрически соединен с первым и вторым входами цифрового регистратора 10 и сумматора 6. Сигнал от полевоспринимающих устройств 4 через сумматор 6 поступает на вход порогового устройства 7, при превышении его уровня предварительного заданного значения на выходе порогового устройства 7 формируется сигнал на запуск генератора импульсов 8. Генератор импульсов 8 формирует сигнал необходимой формы для запуска оптического регистратора 9.The output of the first and second field-perceiving devices 4 is electrically connected to the first and second inputs of the
Автономность элементов схемы запуска (6-8) обеспечивает автономное устройство питания 11. Таким образом, при возникновении колебаний цилиндрической оболочки 1 в произвольном направлении, осуществляется синхронизация оптического регистратора 9 и, как следствие, получение серии изображений поверхности цилиндрической оболочки 1 в дискретные моменты времени относительно исследуемого процесса.The autonomy of the elements of the trigger circuit (6-8) is provided by an autonomous
Путем кросскорреляционного анализа полученных изображений определяют изменение направления и амплитуды смещения элементов поверхности цилиндрической оболочки в дискретные моменты времени. Вычисленные данные анализируют совместно с информацией с индукционных датчиков 2. зарегистрированной с помощью цифрового регистратора 10.By cross-correlation analysis of the obtained images, the change in the direction and amplitude of the displacement of the elements of the surface of the cylindrical shell at discrete points in time is determined. The calculated data is analyzed together with information from
Заявляемый способ опробован при проведении бесконтактной регистрации вынужденных колебаний поверхности цилиндрической оболочки при ее ударно-волновом нагружении и позволил осуществить визуализацию колебательного движения поверхности, определить пространственно-временные зависимости колебаний элементов поверхности, повысить достоверность и точность информации о динамике развития ударно-волновой картины поверхности цилиндрической оболочки.The inventive method was tested during non-contact registration of forced oscillations of the surface of a cylindrical shell during its shock-wave loading and made it possible to visualize the oscillatory movement of the surface, determine the spatio-temporal dependences of the oscillations of the surface elements, increase the reliability and accuracy of information about the dynamics of development of the shock-wave pattern of the surface of the cylindrical shell .
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021112922A RU2768109C1 (en) | 2021-05-04 | 2021-05-04 | Combined method of detecting vibrations of cylindrical shell |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021112922A RU2768109C1 (en) | 2021-05-04 | 2021-05-04 | Combined method of detecting vibrations of cylindrical shell |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2768109C1 true RU2768109C1 (en) | 2022-03-23 |
Family
ID=80820062
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021112922A RU2768109C1 (en) | 2021-05-04 | 2021-05-04 | Combined method of detecting vibrations of cylindrical shell |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2768109C1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1245875A1 (en) * | 1984-04-12 | 1986-07-23 | Организация П/Я А-3143 | Method of measuring article strains |
RU87791U1 (en) * | 2009-03-10 | 2009-10-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | SYSTEM FOR DETERMINING COORDINATES OF A TEST OBJECT AT THE TIME OF ITS DISPOSAL |
-
2021
- 2021-05-04 RU RU2021112922A patent/RU2768109C1/en active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1245875A1 (en) * | 1984-04-12 | 1986-07-23 | Организация П/Я А-3143 | Method of measuring article strains |
RU87791U1 (en) * | 2009-03-10 | 2009-10-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | SYSTEM FOR DETERMINING COORDINATES OF A TEST OBJECT AT THE TIME OF ITS DISPOSAL |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
И.А.ЗНАМЕНСКАЯ И ДР., КРОСС-КОРРЕЛЯЦИОННЫЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА ИЗОБРАЖЕНИЙ В ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ВИЗУАЛИЗАЦИИ ПОТОКОВ.; НАУЧНАЯ ВИЗУАЛИЗАЦИЯ И ВИЗУАЛЬНАЯ АНАЛИТИКА, 24-27 сентября 2018, Томск. * |
С.А.НОВИКОВ И ДР., ПРИМЕНЕНИЕ ФОТОМЕТРИЧЕСКОГО МЕТОДА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ОБОЛОЧЕК ПРИ ВЗРЫВНОМ НАГРУЖЕНИИ, ПМТФ, 4, 1978, стр.60-63. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103727891B (en) | Synchronize three-dimensional speckle interferometer measuration system and measuring method | |
US10267618B2 (en) | Defect detection method and defect detection apparatus | |
EP0319923B1 (en) | Apparatus and method for electronic analysis of test objects | |
US6188482B1 (en) | Apparatus for electronic speckle pattern interferometry | |
CN103697829B (en) | The Fast measurement system of in-plane deformation based on spatial phase shift and measuring method | |
US5339152A (en) | Holographic inspection system with integral stress inducer | |
CN106403836A (en) | Deformation and slope synchronous measurement device and method based on digital speckle interferometry | |
WO1998022860A3 (en) | Computer aided inspection machine | |
US10191014B2 (en) | System and method for nondestructive evaluation of a test object | |
Wu et al. | Optical sensor developments for measuring the surface strains in prestressed concrete members | |
RU2768109C1 (en) | Combined method of detecting vibrations of cylindrical shell | |
JP2007240465A (en) | Method and instrument for measuring three-dimensional displacement and distortion | |
US4531410A (en) | Method of and apparatus for detecting flaws inside articles, more particularly structural components, by means of acoustic holography | |
CN106596556B (en) | A kind of container inner wall bonding quality lossless detection method based on speckle-shearing interferometry | |
US5408305A (en) | Method and apparatus for analyzing nodal interference patterns vibrationally induced in semi-monocoque structure | |
CN206223105U (en) | Deformation and slope synchronous measuring apparatus based on digital speckle interference | |
Gu et al. | Synchronous measurement of out-of-plane displacement and slopes by triple-optical-path digital speckle pattern interferometry | |
JP2015007591A (en) | Vehicle body rigidity test method and vehicle body rigidity test device | |
CN101614677A (en) | The high-precision laser holographic automatic detection system of wing-splint honeycomb structure | |
JPH08122210A (en) | Method and device for measuring refrative index distribution of optical element | |
JP5375239B2 (en) | Image processing apparatus, inspection apparatus for long objects, and computer program | |
KR101826191B1 (en) | Curvature of both sides surface and refractive index profile simultaneous measurement equipment and method of the lens | |
KR100437259B1 (en) | A Vibration Measuring Device Of A Large Structure And Measuring Method Thereof | |
Shambaugh et al. | Multi-path Vibrometer-Based Strain Measurement Technique for Very High Cycle Fatigue (VHCF) Testing | |
JPH09297010A (en) | Laser noncontact strain gauge |