TVカメラを用いた簡易な変位・ひずみ自動計測装置の開発

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12555030
• Research Institution: Sasebo National College of Technology
• Principal Investigator: 福田 孝之 佐世保工業高等専門学校, 機械工学科, 助教授 (10181273)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 牛島 精次 大新技研(株), 技術開発事業部, 研究員 ; 川末 紀功仁 宮崎大学, 工学部, 助教授 (20214645) ; 藤村 顕世 佐世保工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (50039666)
• Keywords: 変位・ひずみ計測 / 画像相関法 / TVカメラ / 大変形計測 / 非接触計測 / ひずみ分布測定

Research Abstract

本研究は、変形する物体をTVカメラ等で撮影し、それをコンピュータに取り込んで、画像相関法により、二次元の変位・ひずみを簡易に自動計測するシステムの開発である。本方法によると、変形を受ける測定対象物をマーキング等何も処置することなく、単にTVカメラやマイクロスコープを設置し直接撮影するだけで、任意形状の変形を非接触にてオンライン計測が瞬時にできる。
本研究では、変形前後の画像を比較し、画像相関法にて変位を求めるプログラムの開発が主となる。昨年までの研究で、変形前後の画像から画像相関法によりその変形を測定するプログラムの基本部分はほぼできあがった.今回は、実用化に向けて特に操作性および結果表示の面で,以下のプログラムの改善改良および実験を行った。また,その成果についていくつか論文として発表した.
(1)これまではSDIによる単一ウインドウのプログラムで作成していたが,これをMDIあるいはダイアログボックスによる,複数ウインドウの処理ができるプログラムに作り替えた.
(2)測定設定の基本となるメッシュの設定を,アプリケーション上でダイアログボックスにてできるようにした.
(3)測定結果の表不として,ひずみ分布図,等値線およびひずみ分布の3D表示をそれぞれ作成した.
(4)測定結果のデータ保存を,データベースソフトの[Excel]で使用できるようにした.
(5)金属材料の平滑丸棒材と小穴を有する板材の引張り試験を行い,マイクロスコープによる変形中の撮影からひずみ計測を行い,本方法が十分実用できることを確認した.

Research Products

• [Publications] Takyuki Fukuda, Hironobu Nisitani, Kensei Fujimura: "Fatigue Limit Ratio of Torsional Fatigue to Rotating Bending Fatigue in Isotropic Material and Materials with Clear-Banded Structure"Proceedings of the Sixth International Conference on Biaxial/Multiaxial Fatigue & Fracture. Volume II. 786-794 (2001)
• [Publications] 福田孝之, 川末紀功仁, 西谷弘信, 藤村顕世: "画像相関法による炭素鋼の静的変形における局所的ひずみの測定"佐世保工業高等専門学校研究報告. 第38号. 13-18 (2001)