【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及焊缝疲劳性能检测，具体为一种桥梁厚钢板空间斜交焊缝疲劳性能检测系统。
技术介绍
1、在现代桥梁建设中，桥梁厚钢板的使用日益广泛，而空间斜交焊缝作为连接桥梁结构的关键部位，其疲劳性能对于桥梁的整体安全性和耐久性具有至关重要的影响。
2、桥梁厚钢板空间斜交焊缝是一种具有较高制造难度和复杂应力状态的焊接结构形式，常用于斜拉桥或悬索桥的索梁锚固区及索塔锚固区的焊缝连接、拱桥拱肋与吊杆的节点焊缝连接，其结构主要包括锚钢板和桥梁后钢板，由于锚钢板与桥梁后钢板的焊接角度不一，在对桥梁上锚钢板焊缝进行疲劳性能分析时操作不易，一些常规的无损检测技术，如超声波检测，虽然能够在一定程度上发现焊缝中的缺陷，但对于焊缝的疲劳性能评估缺乏有效的手段；
3、因此，针对上述问题提出一种桥梁厚钢板空间斜交焊缝疲劳性能检测系统。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种桥梁厚钢板空间斜交焊缝疲劳性能检测系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种桥梁厚钢板空间斜交焊缝疲劳性能检测系统，包括：
4、数据采集端；数据采集端包括三维数据采集模块、图像数据采集模块、x光数据采集模块和疲劳数据采集模块；三维数据采集模块对桥梁上锚钢板焊缝进行三维数据采集；图像数据采集模块对桥梁上锚钢板焊缝进行图像数据采集；x光数据采集模块对桥梁上锚钢板焊缝进行x光图像数据采集；疲劳数据采集模块对桥梁上锚钢板焊缝、
5、分析平台；分析平台包括三维模型构建模块、疲劳性能分析模块和疲劳性能预测模块；三维模型构建模块接收桥梁上锚钢板焊缝的三维数据和图像数据后，根据三维数据和图像数据建立桥梁上锚钢板焊缝的三维模型；接收桥梁设计图纸，根据桥梁设计图纸上各个锚钢板与桥梁厚钢板的焊接角度生成不同角度锚钢板焊缝的三维模型；
6、实验端；实验端包括试件构建模块，试件构建模块接收不同角度锚钢板焊缝的三维模型和桥梁设计图纸，提取桥梁设计图纸中锚钢板与桥梁厚钢板的材质信息，将其标记到各个三维模型对应的锚钢板与桥梁厚钢板上，根据x光图像数据和图像数据确定焊缝技术特征，根据锚钢板的受力方向设计夹具和固定结构，后对不同角度锚钢板焊缝的试件、夹具和固定结构进行加工，得到不同角度锚钢板焊缝的试件；
7、疲劳性能分析模块接收试件的疲劳测试数据，根据试件的疲劳测试数据对不同角度锚钢板焊缝的试件进行疲劳性能分析，得到各试件的s-n曲线；
8、云端数据库；云端数据库包括疲劳模型构建模块；疲劳模型构建模块接收各试件的s-n曲线，对各试件进行尺寸和规格标记，将标记完成的s-n曲线进行存档，完成对疲劳模型的构建；
9、疲劳性能预测模块接收桥梁上锚钢板焊缝的三维数据，对三维数据进行分析，确定桥梁上锚钢板焊缝的尺寸和规格信息，调取疲劳模型中对应的s-n曲线；同时接收桥梁上锚钢板焊缝的疲劳测试数据，确定桥梁上锚钢板焊缝的应力幅，将应力幅带入到对应的s-n曲线中，找到在s-n曲线上对应应力幅的疲劳寿命值，作为桥梁上锚钢板焊缝疲劳寿命的估算值。
10、作为一种优选方案，三维数据采集模块采集的三维数据包括三维模型构建时的三维数据及测试的三维数据，三维模型构建时的三维数据为三维模型构建模块构建三维模型时提供数据，测试的三维数据为疲劳性能预测模块提供数据支持。
11、作为一种优选方案，三维模型构建模块在构建桥梁上锚钢板焊缝的三维模型时，对收集到的三维模型构建时的三维数据进行去除噪声和异常点处理，对图像数据进行筛选，选择清晰、具有代表性的图像，从预处理后的三维模型构建时的三维数据和图像数据中提取焊缝的关键特征，关键特征包括形状、尺寸、曲率，确定三维模型构建时的三维数据和图像数据中同时识别这些边缘特征点，计算它们之间的变换矩阵，进行精确配准，根据三维模型构建时的三维数据建立三维点云模型，对图像数据进行处理，提取出纹理特征，然后将纹理特征映射到三维点云模型上，完成桥梁上锚钢板焊缝的三维模型的构建。
12、作为一种优选方案，不同角度锚钢板焊缝的三维模型在构建时，需要获取准确的桥梁设计图纸，设计图纸中包含了各个锚钢板与桥梁厚钢板焊接角度的详细信息，根据设计图纸中规定的不同焊接角度，进行分类和标记，对于每个特定的角度建立相应的角度参数，复制原始的桥梁上锚钢板焊缝三维模型；依据已确定的角度参数，通过旋转、扭曲操作对复制的模型进行调整，模拟不同角度的焊缝情况，得到对应不同角度调整后的三维模型，将从桥梁设计图纸中提取的锚钢板与桥梁厚钢板的材质信息准确地映射到调整后的三维模型上，得到不同角度锚钢板焊缝的三维模型。
13、作为一种优选方案，试件构建模块在进行试件生产时，接收不同角度锚钢板焊缝的三维模型和桥梁设计图纸，提取桥梁设计图纸中锚钢板与桥梁厚钢板的材质信息，将材质信息标记到各个三维模型对应的锚钢板与桥梁厚钢板上，后对完成材质信息标记的三维模型进行锚钢板与桥梁厚钢板的分离，对x光图像数据和图像数据进行去噪处理，对图像数据进行增强处理，强化焊缝区域与背景的对比度，利用图像分割技术，将焊缝区域从背景中分离出来，通过图像处理算法计算焊缝的像素长度，并根据图像的比例尺转换为实际长度，根据x光图像中检测气孔、夹渣、未焊透的特征，分析焊缝表面的纹理均匀性、粗糙度特征，对提取的特征进行量化，为每个特征赋予具体的数值指标，建立评估标准，根据量化后的特征值来判断焊缝的质量的等级，根据量化后的特征值分析焊缝的焊接工艺，根据锚钢板的受力方向设计夹具和固定结构，根据确定的焊接工艺对不同角度锚钢板焊缝的试件、夹具和固定结构进行加工，得到不同角度锚钢板焊缝的试件。
14、作为一种优选方案，疲劳性能分析模块在进行试件的疲劳性能分析时，根据桥梁上锚钢板焊缝实测的环境数据构建相应环境的实验空间，在实验空间内对试件进行疲劳测试，施加不同应力幅的循环载荷，记录每个应力幅下试验件发生疲劳失效时的循环次数，得到试件的s-n曲线。
15、由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，本专利技术提供的一种桥梁厚钢板空间斜交焊缝疲劳性能检测系统，有益效果是：
16、1、通过设置三维数据采集模块、图像数据采集模块、x光数据采集模块和疲劳数据采集模块，能够全面、细致地获取桥梁上锚钢板焊缝的各类数据，三维模型构建模块能够根据采集到的数据建立精确的三维模型，结合桥梁设计图纸可以模拟不同角度锚钢板焊缝的三维模型，由试件构建模块根据不同角度锚钢板焊缝的三维模型构建不同角度锚钢板焊缝的试件，方便进行试件的疲劳性能测试实验；
17、2、利用疲劳数据采集模块对试件在疲劳性能测试实验中的疲劳数据进行采集，由疲劳性能分析模块进行试件的疲劳性能分析后，得到试件的s-n曲线，由疲劳模型构建模块进行记录储存，当用户对任一时间任一锚钢板焊缝进行三维数据和疲劳数据进行采集后，利用疲劳性能预本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种桥梁厚钢板空间斜交焊缝疲劳性能检测系统，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的一种桥梁厚钢板空间斜交焊缝疲劳性能检测系统，其特征在于：所述三维数据采集模块采集的三维数据包括三维模型构建时的三维数据及测试的三维数据，三维模型构建时的三维数据为三维模型构建模块构建三维模型时提供数据，测试的三维数据为疲劳性能预测模块提供数据支持。
3.根据权利要求2所述的一种桥梁厚钢板空间斜交焊缝疲劳性能检测系统，其特征在于：所述三维模型构建模块在构建桥梁上锚钢板焊缝的三维模型时，对收集到的三维模型构建时的三维数据进行去除噪声和异常点处理，对图像数据进行筛选，选择清晰、具有代表性的图像，从预处理后的三维模型构建时的三维数据和图像数据中提取焊缝的关键特征，关键特征包括形状、尺寸、曲率，确定三维模型构建时的三维数据和图像数据中同时识别这些边缘特征点，计算它们之间的变换矩阵，进行精确配准，根据三维模型构建时的三维数据建立三维点云模型，对图像数据进行处理，提取出纹理特征，然后将纹理特征映射到三维点云模型上，完成桥梁上锚钢板焊缝的三维模型的构建。
4.根据权利要
5.根据权利要求4所述的一种桥梁厚钢板空间斜交焊缝疲劳性能检测系统，其特征在于：所述试件构建模块在进行试件生产时，接收不同角度锚钢板焊缝的三维模型和桥梁设计图纸，提取桥梁设计图纸中锚钢板与桥梁厚钢板的材质信息，将材质信息标记到各个三维模型对应的锚钢板与桥梁厚钢板上，后对完成材质信息标记的三维模型进行锚钢板与桥梁厚钢板的分离，对X光图像数据和图像数据进行去噪处理，对图像数据进行增强处理，强化焊缝区域与背景的对比度，利用图像分割技术，将焊缝区域从背景中分离出来，通过图像处理算法计算焊缝的像素长度，并根据图像的比例尺转换为实际长度，根据X光图像中检测气孔、夹渣、未焊透的特征，分析焊缝表面的纹理均匀性、粗糙度特征，对提取的特征进行量化，为每个特征赋予具体的数值指标，建立评估标准，根据量化后的特征值来判断焊缝的质量的等级，根据量化后的特征值分析焊缝的焊接工艺，根据锚钢板的受力方向设计夹具和固定结构，根据确定的焊接工艺对不同角度锚钢板焊缝的试件、夹具和固定结构进行加工，得到不同角度锚钢板焊缝的试件。
6.根据权利要求1所述的一种桥梁厚钢板空间斜交焊缝疲劳性能检测系统，其特征在于：所述疲劳性能分析模块在进行试件的疲劳性能分析时，根据桥梁上锚钢板焊缝实测的环境数据构建相应环境的实验空间，在实验空间内对试件进行疲劳测试，施加不同应力幅的循环载荷，记录每个应力幅下试验件发生疲劳失效时的循环次数，得到试件的S-N曲线。
...【技术特征摘要】
1.一种桥梁厚钢板空间斜交焊缝疲劳性能检测系统，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的一种桥梁厚钢板空间斜交焊缝疲劳性能检测系统，其特征在于：所述三维数据采集模块采集的三维数据包括三维模型构建时的三维数据及测试的三维数据，三维模型构建时的三维数据为三维模型构建模块构建三维模型时提供数据，测试的三维数据为疲劳性能预测模块提供数据支持。
3.根据权利要求2所述的一种桥梁厚钢板空间斜交焊缝疲劳性能检测系统，其特征在于：所述三维模型构建模块在构建桥梁上锚钢板焊缝的三维模型时，对收集到的三维模型构建时的三维数据进行去除噪声和异常点处理，对图像数据进行筛选，选择清晰、具有代表性的图像，从预处理后的三维模型构建时的三维数据和图像数据中提取焊缝的关键特征，关键特征包括形状、尺寸、曲率，确定三维模型构建时的三维数据和图像数据中同时识别这些边缘特征点，计算它们之间的变换矩阵，进行精确配准，根据三维模型构建时的三维数据建立三维点云模型，对图像数据进行处理，提取出纹理特征，然后将纹理特征映射到三维点云模型上，完成桥梁上锚钢板焊缝的三维模型的构建。
4.根据权利要求3所述的一种桥梁厚钢板空间斜交焊缝疲劳性能检测系统，其特征在于：所述不同角度锚钢板焊缝的三维模型在构建时，需要获取准确的桥梁设计图纸，设计图纸中包含了各个锚钢板与桥梁厚钢板焊接角度的详细信息，根据设计图纸中规定的不同焊接角度，进行分类和标记，对于每个特定的角度建立相应的角度参数，复制原始的桥梁上锚钢板焊缝三维模型；依据已确定的角度参数，通过旋转、扭曲操作对复制的模型进行调整，模拟不同角度的焊缝情况...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐晨，许琴东，曾俊铖，陈智威，吴少峰，苏庆田，林建茂，孙作轩，
申请(专利权)人：福建省高速公路科技创新研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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