一种固体推进剂损伤位置识别方法、设备及介质技术

本申请实施例公开了一种固体推进剂损伤位置识别方法、设备及介质。对固体推进剂试样进行压缩处理；其中，固体推进剂试样的表面制备有均匀散斑；通过图像采集装置对固体推进剂试样进行初始散斑图像采集，以及对压缩处理中的固体推进剂进行变形散斑图像采集；在采集到的初始散斑图像中确定出第一图像子区，并根据第一图像子区确定出第一中心点坐标；在采集到的变形散斑图像中，确定出符合第一图像子区对应的预设相似值条件的第二图像子区，并根据第二图像子区确定出第二中心点坐标；根据第一中心点坐标与第二中心点坐标，对固体推进剂试样的损伤位置进行识别。通过上述方法，提高对固体推进剂损伤位置的识别效率。体推进剂损伤位置的识别效率。体推进剂损伤位置的识别效率。

【技术实现步骤摘要】
一种固体推进剂损伤位置识别方法、设备及介质


[0001]本申请涉及航天动力
，尤其涉及一种固体推进剂损伤位置识别方法、设备及介质。

技术介绍

[0002]复合固体推进剂材料属于极高夹杂比颗粒增强复合材料，通常由树脂粘结剂将两种或多种金属燃料颗粒、氧化剂颗粒粘结而成，且其填充比通常接近甚至超过90％。在固体火箭发动机经历的极端苛刻运输、贮存、发射载荷条件下，固体推进剂材料极易发生细观损伤，进而诱发导致宏观断裂。因此，在产品研制期需要对复合固体推进剂材料进行系统的力学性能摸底，在材料级层面获得全面的力学性能参数，摸清推进剂材料在各种工况下的破坏极限及其主要破坏形式，进而对大型药柱结构进行系统的完整性评估，以确保在各种极端苛刻任务剖面下固体发动机的可靠运行。
[0003]目前，通常使用细观观测手段对固体推进剂损伤进行识别，而细观力学实验相对较为复杂，且细观力学实验难以与宏观固体推进剂的加载过程相联系，以致对固体推进剂损伤位置的识别过程较为繁琐，进而难以高效的对固体推进剂损伤位置进行识别。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供了一种固体推进剂损伤位置识别方法、设备及介质，用于解决如下技术问题：细观力学实验难以高效的对固体推进剂损伤进行识别。
[0005]本申请实施例采用下述技术方案：
[0006]本申请实施例提供一种固体推进剂损伤位置识别方法。包括，通过固体推进剂试件加载装置对固体推进剂试样进行压缩处理；其中，固体推进剂试样的表面制备有均匀散斑；通过图像采集装置对固体推进剂试样进行初始散斑图像采集，以及对压缩处理中的固体推进剂试样进行变形散斑图像采集；在采集到的初始散斑图像中确定出第一图像子区，并根据第一图像子区确定出第一中心点坐标；其中，第一图像子区为初始散斑图像中的任一子区域图像；在采集到的变形散斑图像中，确定出符合第一图像子区对应的预设相似值条件的第二图像子区，并根据第二图像子区确定出第二中心点坐标；根据第一中心点坐标与第二中心点坐标，对固体推进剂试样的损伤位置进行识别。
[0007]本申请实施例通过对固体推进剂试样进行初始散斑图像采集，并根据采集的初始散斑图像确定出第一图像子区，从而根据该第一图像子区，在变形散斑图像中确定出与其最相似的第二图像子区。从而将不同时间采集到的变形散斑图像进行匹配，以确定不同时间对应的同一区域中的像素点的位移变化。以根据像素点的位移变化，确定出固体推进剂而定损伤位置。本申请实施例通过图像变化即可得到损伤位置，摒弃了通过细观力学实验进行损伤位置确定的复杂过程，从而提高损失位置识别的效率。
[0008]在本申请的一种实现方式中，在采集到的变形散斑图像中，确定出符合第一图像子区对应的预设相似值条件的第二图像子区，具体包括：确定第一图像子区的图像大小；在
变形散斑图像中，确定出与第一图像子区的图像大小相同的多个参考子区；通过预设最小平方距离相关函数，得到第一图像子区分别与多个参考子区之间的相似值，以根据相似值与预设相似值条件，在多个参考子区中确定出第二图像子区；其中，第二图像子区为变形散斑图像中的子区域图像。
[0009]本申请实施例通过第一图像子区的大小，确定出参考子区的图像大小。并根据预设最小平方距离相关函数，在多个参考子区中确定出第二图像子区，从而通过图像大小与预设函数确保图像子区匹配的准确性，进而确保对固体推进剂损伤位置识别的准确性。
[0010]在本申请的一种实现方式中，通过预设最小平方距离相关函数，得到第一图像子区分别与多个参考子区之间的相似值，具体包括：确定第一图像子区的每个像素点的灰度值，分别与第一图像子区对应的平均灰度值之间的第一差值；以及确定参考子区的每个像素点的灰度值，分别与参考子区对应的平均灰度值之间的第二差值；基于第一差值、第二差值以及预设最小平方距离相关函数，得到第一图像子区分别与多个参考子区之间的相似值。
[0011]在本申请的一种实现方式中，确定第二图像子区对应的第二中心点坐标之后，方法还包括：通过第二中心点坐标对应的固体推进剂的刚体变化状态以及预设形函数，确定出第二图像子区对应的固体推进剂的位移应变状态；其中，刚体变化状态至少包括刚体位移、刚体转动、剪切以及伸缩变形中的一项。
[0012]在本申请的一种实现方式中，通过第二中心点坐标对应的固体推进剂的刚体变化状态以及预设形函数，确定出第二图像子区对应的固体推进剂的位移应变状态，具体包括：在第二中心点坐标对应的固体推进剂只发生刚体位移的情况下，通过零阶形函数确定第二图像子区对应的位移应变状态；或者在第二中心点坐标对应的固体推进剂发生刚体转动、剪切以及伸缩变形的情况下，通过一阶形函数确定第二图像子区内的固体推进剂对应的位移应变状态；或者在第二中心点坐标对应的固体推进剂发生耦合现象的情况下，通过二阶形函数确定第二图像子区内的固体推进剂对应的位移应变状态。
[0013]本申请实施例根据第二中心点坐标对应的不同刚体变化状态，通过不同阶数的形函数确定第二图像子区对应的位移应变状态。当物体表面变形相对复杂时，子区的变形并非为线性变形。随着图像子区尺寸和位移梯度的增大，图像子区内的位移场保持线性的可能性会降低，因此需要考虑子区的非均匀性变形，通过增加二阶位移梯度对复杂变形进行更为准确的描述，从而更加准确的测量物体表面在复杂变形情况下的位移和应变。
[0014]在本申请的一种实现方式中，根据第一中心点坐标与第二中心点坐标，对固体推进剂试样的损伤位置进行识别，具体包括：根据第一中心点坐标与第二中心点坐标，确定第二中心点的位移分量；按照时间顺序，获取不同时刻的变形散斑图像分别对应的多个第二中心点的位移分量，根据多个第二中心点的位移分量，对固体推进剂试样的损伤位置进行识别。
[0015]在本申请的一种实现方式中，根据多个第二中心点的位移分量，对固体推进剂试样的损伤位置进行识别，具体包括：根据多个第二中心点的位移分量，确定散斑图像对应的像素点位移分布；若像素点位移分布为非连续变化，则固体推进剂试样发生损伤，以根据像素点位移分布的位置信息，确定固体推进剂试样的损伤位置信息。
[0016]在本申请的一种实现方式中，根据像素点位移分布的位置信息，确定固体推进剂
试样的损伤位置信息，具体包括：根据像素点位移分布的位置信息，建立散斑变形过程对应的位移云图；根据位移云图确定散斑撕裂处的位置信息，并将散斑撕裂处的位置信息作为固体推进剂试样的损伤位置信息。
[0017]本申请实施例提供一种固体推进剂损伤位置识别设备，包括：至少一个处理器；以及，与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够：通过固体推进剂试件加载装置对固体推进剂试样进行压缩处理；其中，固体推进剂试样的表面制备有均匀散斑；通过图像采集装置对固体推进剂试样进行初始散斑图像采集，以及对压缩处理中的固体推进剂试样进行变形散斑图像采集；在采集到的初始散斑图像中确定出第一图像子区，并根据第一图像子本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固体推进剂损伤位置识别方法，其特征在于，所述方法包括：通过固体推进剂试件加载装置对固体推进剂试样进行压缩处理；其中，所述固体推进剂试样的表面制备有均匀散斑；通过图像采集装置对所述固体推进剂试样进行初始散斑图像采集，以及对压缩处理中的固体推进剂试样进行变形散斑图像采集；在采集到的初始散斑图像中确定出第一图像子区，并根据所述第一图像子区确定出第一中心点坐标；其中，所述第一图像子区为所述初始散斑图像中的任一子区域图像；在采集到的变形散斑图像中，确定出符合所述第一图像子区对应的预设相似值条件的第二图像子区，并根据所述第二图像子区确定出第二中心点坐标；根据所述第一中心点坐标与所述第二中心点坐标，对所述固体推进剂试样的损伤位置进行识别。2.根据权利要求1所述的一种固体推进剂损伤位置识别方法，其特征在于，所述在采集到的变形散斑图像中，确定出符合所述第一图像子区对应的预设相似值条件的第二图像子区，具体包括：确定所述第一图像子区的图像大小；在所述变形散斑图像中，确定出与所述第一图像子区的图像大小相同的多个参考子区；通过预设最小平方距离相关函数，得到所述第一图像子区分别与所述多个参考子区之间的相似值，以根据所述相似值与所述预设相似值条件，在所述多个参考子区中确定出所述第二图像子区；其中，所述第二图像子区为所述变形散斑图像中的子区域图像。3.根据权利要求2所述的一种固体推进剂损伤位置识别方法，其特征在于，所述通过预设最小平方距离相关函数，得到所述第一图像子区分别与所述多个参考子区之间的相似值，具体包括：确定所述第一图像子区的每个像素点的灰度值，分别与所述第一图像子区对应的平均灰度值之间的第一差值；以及确定所述参考子区的每个像素点的灰度值，分别与所述参考子区对应的平均灰度值之间的第二差值；基于所述第一差值、所述第二差值以及所述预设最小平方距离相关函数，得到所述第一图像子区分别与所述多个参考子区之间的相似值。4.根据权利要求1所述的一种固体推进剂损伤位置识别方法，其特征在于，所述确定所述第二图像子区对应的第二中心点坐标之后，所述方法还包括：通过第二中心点坐标对应的固体推进剂的刚体变化状态以及预设形函数，确定出所述第二图像子区对应的固体推进剂的位移应变状态；其中，所述刚体变化状态至少包括刚体位移、刚体转动、剪切以及伸缩变形中的一项。5.根据权利要求4所述的一种固体推进剂损伤位置识别方法，其特征在于，所述通过第二中心点坐标对应的固体推进剂的刚体变化状态以及预设形函数，确定出所述第二图像子区对应的固体推进剂的位移应变状态，具体包括：在所述第二中心点坐标对应的固体推进剂只发生刚体位移的情况下，通过零阶形函数确定所述第二图像子区对应的位移应变状态；或者
在所述第二中心点坐标对应的固体推进剂发生刚体转动、剪切以及伸缩变形的情况下，通过一阶形函数确定所述第二图像子区内的固体推进剂对应的位移应变状态；或者在所述第二中心点坐标对应的固体推进剂发生耦合现象的情况下，通过二阶形函数确定所述第二图像子区内的固体推进剂对应的位移应变状态。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：雷鸣，陈尔豪，吕钧澔，校金友，文立华，乔宏，韩新波，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：