本发明涉及工业检测,具体涉及一种无缝铝管内应力的检测方法。
背景技术:
1、变形铝合金无缝铝管由于不存在焊合组织,机械性能良好和阳极着色效果优异,被广泛应应用于各种精密结构零部件,比如摄影光学镜头材料,车载光学镜头材料,高强度运动器材等等。
2、变形铝合金无缝铝管的生产工艺流程较长,主要生产工序有挤压工序、引拔工序、热处理工序等,铝合金材料热挤压工序冷却速度过快或引拔工序均会产生内应力,如果内应力没有消除,则在后段精密加工成零件后会发生应力变形,比如真圆度不合格等问题,无缝铝管内应力的消除可以通过热处理来实现,但内应力是否完全消除,目前尚无一种简单有效的检测方法。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术的缺点,提供一种无缝铝管内应力的检测方法。
2、解决上述技术问题所采用的技术方案是:一种无缝铝管内应力的检测方法,包括:
3、获取待检测的无缝铝管的第一铝管样件,在所述第一铝管样件圆周表面沿轴向切割环形缺口,以得到第二铝管样件;
4、测量所述第一铝管样件的第一外径,测量所述第二铝管样件的第二外径,根据所述第一外径和所述第二外径判断所述待检测的无缝铝管是否存在内应力;
5、若所述待检测的无缝铝管不存在内应力,则根据所述第一外径和所述第二外径进行偏振光照明动态匹配,以得到光源强度和偏振角,根据所述光源强度和所述偏振角控制led灯对所述第一铝管样件和所述第二铝管样件进行照射;
6、根据工业相机对所述第一铝管样件和所述第二铝管样件进行图像采集,以得到第一偏振图像和第二偏振图像,计算所述第一偏振图像和所述第二偏振图像之间的纹理能量比;
7、计算所述第一偏振图像和所述第二偏振图像之间的位移场,根据所述位移场计算所述第一偏振图像和所述第二偏振图像之间的平面应变张量,根据所述平面应变张量计算所述第一铝管样件和所述第二铝管样件之间的最大剪应变;
8、根据所述纹理能量比和所述最大剪应变判断所述待检测的无缝铝管是否存在内应力。
9、优选的,根据所述第一外径和所述第二外径判断所述待检测的无缝铝管是否存在内应力,包括:
10、根据所述第一外径和所述第二外径计算所述待检测的无缝铝管的外径变化率;
11、根据所述待检测的无缝铝管的壁厚对所述外径变化率进行修正,以得到周向应变;
12、比较所述周向应变与预设的应变阈值的大小;
13、若所述周向应变为正,且所述周向应变的绝对值大于预设的应变阈值,则判断所述待检测的无缝铝管存在向内收缩的内应力,否则,则判断所述待检测的无缝铝管不存在内应力;
14、若所述周向应变为负,且所述周向应变的绝对值大于预设的应变阈值,则判断所述待检测的无缝铝管存在向外扩张的内应力,否则,则判断所述待检测的无缝铝管不存在内应力。
15、优选的,所述外径变化率的计算公式如下:
16、;
17、其中,表示外径变化率,表示第一外径,表示第二外径;
18、所述周向应变的计算公式如下:
19、;
20、其中,表示周向应变,表示预设的调节参数,表示待检测的无缝铝管的壁厚,表示轴向切割环形缺口的轴向长度。
21、优选的,根据所述第一外径和所述第二外径进行偏振光照明动态匹配,以得到光源强度和偏振角,包括:
22、根据所述周向应变计算偏振光照明的偏振角;
23、根据所述第一外径和所述第二外径计算偏振光照明的光源强度。
24、优选的,所述偏振角的计算公式如下:
25、;
26、其中,表示偏振角,表示双曲正切函数,表示符号函数;
27、所述光源强度的计算公式如下:
28、;
29、其中,表示光源强度,表示单位调整系数。
30、优选的,计算所述第一偏振图像和所述第二偏振图像之间的纹理能量比,包括:
31、根据gabor滤波对所述第一偏振图像和所述第二偏振图像进行滤波,以得到所述第一偏振图像的第一频率信息和所述第二偏振图像的第二频率信息;
32、根据所述第一频率信息和所述第二频率信息计算所述第一偏振图像和所述第二偏振图像的能量,以得到所述第一偏振图像的第一能量和所述第二偏振图像的第二能量;
33、根据所述第一能量和所述第二能量计算所述第一偏振图像和所述第二偏振图像之间的纹理能量比。
34、优选的,计算所述第一偏振图像和所述第二偏振图像之间的位移场,包括:
35、根据傅里叶变换计算所述第一偏振图像的频域,以得到所述第一偏振图像的频域表示;
36、根据傅里叶变换计算所述第二偏振图像的共轭复数,以得到所述第二偏振图像的共轭复数;
37、根据所述频域表示和所述共轭复数计算所述第一偏振图像和所述第二偏振图像之间相似度;
38、寻找所述相似度的最大值,对所述相似度的最大值所对应的所述第一偏振图像的频域和所述第二偏振图像的共轭复数进行反傅里叶变换,以得到所述第一偏振图像和所述第二偏振图像之间的位移场。
39、优选的,根据所述位移场计算所述第一偏振图像和所述第二偏振图像之间的平面应变张量,包括:
40、根据所述位移场计算所述第一偏振图像和所述第二偏振图像的沿x和y方向的正应变;
41、根据所述第一偏振图像和所述第二偏振图像之间的沿x和y方向的正应变计算所述第一偏振图像和所述第二偏振图像的在xy面上的变形程度。
42、优选的,根据所述平面应变张量计算所述第一铝管样件和所述第二铝管样件之间的最大剪应变,包括:
43、根据所述第一偏振图像和所述第二偏振图像的沿x和y方向的正应变和在xy面上的变形程度计算所述第一铝管样件和所述第二铝管样件之间的最大剪应变。
44、优选的,根据所述纹理能量比和所述最大剪应变判断所述待检测的无缝铝管是否存在内应力,包括:
45、比较所述纹理能量比和预设的纹理阈值的大小,并比较所述最大剪应变和预设的剪应变阈值的大小;
46、若所述纹理能量比小于预设的纹理阈值且所述最大剪应变小于预设的剪应变阈值,则判断所述待检测的无缝铝管存在内应力,否则,则判断所述待检测的无缝铝管不存在内应力。
47、本发明的有益效果如下:(1)本发明通过对无缝铝管进行切割,形成环形缺口,能够精准地分析铝管样件在受到切割后所发生的内应力变化,这种方法通过外径的变化判断铝管的内应力状态,确保了检测的高精度和可靠性,且通过采用动态偏振光照明匹配,结合led灯照射,能够精确控制光源强度和偏振角,确保铝管样件的照明条件适应各种检测需求,工业相机采集的第一和第二偏振图像,可以从不同角度和不同偏振状态下捕捉铝管表面纹理特征,从而进一步提高内应力检测的灵敏度和准确性;(2)本发明通过计算第一偏振图像和第二偏振图像之间的纹理能量比,可以得到样件表面微观结构的变化情况,这有助于判断铝管是否在加工或使用过程中产生了内应力,能够提高对微小变形或应力区域的识别能力,且通过分析位移场和计算平面应变张量,能够定量描述铝管样件在切割过程中的变形情况,这种应变分析方法使得检测过程更加科学,并能准确定位应力集中的位置和大小;(3)本发明通过计算最大剪应变,能够进一步量化铝管内应力的程度,最大剪应变是判断内应力分布的重要参数,能够有效揭示铝管的潜在缺陷或不均匀应力区域,预防后续的生产或使用过程中可能出现的故障。