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泡沫金属材料孔结构力学性能测试技术及表征方法

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第一章绪论

1.1多孔泡沫金属简介

1.2多孔泡沫金属材料国内外研究现状

1.2.1国外研究现状

1.2.2国内研究现状

1.3多孔泡沫金属材料的制备方法

1.3.1制备方法

1.3.2各种制备方法所得产品的特点

1.4多孔泡沫金属材料的性能

1.4.1渗透性能

1.4.2消声减震性能

1.4.3热传导性能

1.5多孔泡沫金属材料的应用

1.5.1电极材料

1.5.2流体压力缓冲材料

1.5.3吸能材料

1.5.4消音材料

1.5.5阻燃、防爆材料

1.5.6散热材料

1.5.7发散冷却材料

1.6光学无损检测技术

1.7问题的提出

1.8本文的主要研究内容

第二章泡沫金属材料力学性能研究现状

2.1泡沫金属材料力学性能理论分析

2.2泡沫金属材料有限元结构模型

2.2.1开孔泡沫金属材料有限元结构模型

2.2.2闭孔泡沫金属材料有限元结构模型

2.3泡沫铝静态力学性能实验研究

2.3.1泡沫铝单向压缩行为

2.3.2泡沫铝单向拉伸行为

2.4泡沫铝动态力学性能实验研究

2.4.1应变率对泡沫铝性能的影响

2.4.2低、中应变率对泡沫铝性能的影响

2.4.3高应变率对泡沫铝性能的影响

2.5微缺陷对泡沫铝力学性能的影响

2.6泡沫金属材料孔结构力学性能研究方法

第三章数字图像中周长、面积的计算方法

3.1数字图像处理技术

3.1.1概述

3.1.2通用数字图像处理系统

3.2图像的噪声分析

3.2.1图像的噪声分类

3.2.2图像系统噪声特点

3.3常用数字图像处理方法

3.3.1图像的增强

3.3.2图像的滤波

3.3.3图像的锐化

3.4图像的分析与描述

3.4.1边界定义

3.4.2数字目标形态的两种定义

3.4.3常用面积和周长的计算方法

3.5适合泡沫金属材料孔结构周长、面积算法的实验与分析

3.5.1物体的实测和标定

3.5.2图像去噪处理

3.5.3图像阴影的校正

3.5.4图像边缘检测

3.5.5亚像素边缘检测

3.5.6图像测量系统的构成

3.5.7各种亚像素搜索算法对周长影响的实验比较

3.5.8各种亚像素搜索算法对面积影响的实验比较

3.6本章小结

第四章重心法求周长、面积的分析

4.1引言

4.2 NURBS曲线插值

4.3采样时间间隔对周长、面积的影响

4.3.1采样时间间隔对周长的影响

4.3.2采样时间间隔对面积的影响

4.4放大倍数对周长、面积的影响

4.4.1放大倍数对周长的影响

4.4.2放大倍数对面积的影响

4.5物体在视场中的平移对周长、面积的影响

4.5.1物体在视场中的平移对周长的影响

4.5.2物体在视场中的位置对面积的影响

4.6物体在视场中旋转对周长、面积的影响

4.6.1圆盘在视场中旋转对周长、面积的影响

4.6.2正方形在视场中旋转对周长、面积的影响

4.6.3任意形状的物体在视场中旋转对周长、面积的影响

4.7重心法求周长、面积的敏感性测定

4.8本章小结

第五章重心法在泡沫铝上的应用

5.1引言

5.2重心拟合法求泡沫铝在荷载作用下周长、面积的变化

5.3重心拟合法的适用范围分析

第六章全文总结与展望

6.1全文工作总结

6.1.1图像噪声的消除

6.1.2边缘检测方法

6.1.3几何图形的描述

6.1.4周长、面积的精度分析

6.2今后工作展望

参考文献

致谢

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摘要

该文主要对泡沫金属材料孔结构力学性能测试技术及表征方法做了前期阶段的探讨,即孔几何形态-周长和面积算法的探索.泡沫金属材料的力学性能与制备工艺密切相关,该文简要介绍泡沫金属材料制备技术和优越的物理、结构性能之后,着重论述目前泡沫金属材料力学性能的研究成果,并从目前研究现状介绍了孔结构力学性能测试的几种方法.该文选择了将几何形态学、数学图像处理与模式识别技术和统计分析理论相结合的方法,针对实验所拍图像讨论了图像的去噪处理和边缘检测技术.即首先将含有目标的图像与背景图像相减,然后对其进行同态滤波、中值滤波、均值滤波和边缘锐化.接着用基于左右导数算子粗略定位目标的边缘,再用十字型边缘检测技术将边缘精确定位到一个像素的精度,并采用重心算子进行亚像素边缘搜索,得到实数边缘点坐标.最后将这些实数边缘点用NURBS曲线插值成连续曲线,进而可应用曲线积分方法求图形的周长和面积.周长、面积算法要求采样稳定,精度高,于是又对此算法的稳定性和精度进行了实验验证和分析.实验证明:采样时间间隔和物体在视场中的平移、旋转产生的误差均可忽略不计.不仅如此,它还能灵敏检测出物体在视场中的微小变形.为提高计算精度,还对物体的放大倍数进行了实验分析.此算法经过实验验证以后,最终要应用到泡沫金属材料孔结构孔的周长、面积测试中,所以该文将此算法应用到了3cm×3cm×3cm的立方体泡沫铝试件在荷载作用下其表面上孔变形前后的周长、面积测试,而且还分析了由它们推导出的几何图形的特性之一-形状因子的变化.通过重心算法在该文中的实验测试和泡沫铝上的应用,分析了其适用范围,同时也提出了一种理论上更加精确的周长、面积算法做为后续工作.

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