柔性曲拱振动测量的双尺度数字图像相关方法

李婉培; 吕中荣; 谢培悦; 焦柯; 汪利

doi:10.13471/j.cnki.acta.snus.2023B064

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柔性曲拱振动测量的双尺度数字图像相关方法

研究论文 | 更新时间：2024-04-10

- 柔性曲拱振动测量的双尺度数字图像相关方法
- Two-scale digital image correlation method for vibration measurement of flexible curved arch
- 中山大学学报(自然科学版)(中英文) 2024年63卷第2期页码：108-114
- 作者机构：
  
  1.中山大学航空航天学院，广东深圳 518107
  2.广东省建筑设计研究院有限公司，广东广州 510010
- 作者简介：
  
  李婉培（1998年生），女；研究方向：结构振动测量与监测；E-mail：liwp28@mail2.sysu.edu.cn
  汪利（1989年生），男；研究方向：结构健康监测和计算力学；E-mail：wangli75@mail.sysu.edu.cn
- 基金信息：
  
  广东省重点领域研发计划(2022B0101080001);国家自然科学基金(11972336)
- DOI：10.13471/j.cnki.acta.snus.2023B064
  中图分类号： O32
- 纸质出版日期：2024-03-25，
  
  网络出版日期：2023-12-11，
  
  收稿日期：2023-10-24，
  
  录用日期：2023-11-12
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李婉培,吕中荣,谢培悦等.柔性曲拱振动测量的双尺度数字图像相关方法[J].中山大学学报(自然科学版)(中英文),2024,63(02):108-114.

LI Wanpei,LÜ Zhongrong,XIE Peiyue,et al.Two-scale digital image correlation method for vibration measurement of flexible curved arch[J].Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Sunyatseni,2024,63(02):108-114.
李婉培,吕中荣,谢培悦等.柔性曲拱振动测量的双尺度数字图像相关方法[J].中山大学学报(自然科学版)(中英文),2024,63(02):108-114. DOI： 10.13471/j.cnki.acta.snus.2023B064.

LI Wanpei,LÜ Zhongrong,XIE Peiyue,et al.Two-scale digital image correlation method for vibration measurement of flexible curved arch[J].Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Sunyatseni,2024,63(02):108-114. DOI： 10.13471/j.cnki.acta.snus.2023B064.

摘要

以柔性曲拱为研究对象，提出一种双尺度数字图像相关方法。在整数像素尺度，通过傅里叶变换快速找到变形参数的像素级初始估计；在亚像素尺度，结合像素级初始估计和逆合成高斯-牛顿迭代，得到亚像素精度的振动测量。在获得结构振动响应后，使用频域分解方法识别结构的固有频率、振型。最后，开展柔性曲拱的视觉测量实验，并辅以激光测振仪测量进行对比分析，验证了所提方法在柔性结构振动测量和模态辨识中的有效性。

Abstract

A two-scale digital image correlation method based on flexible curved arch is proposed in this paper. In integer pixel scale， the initial estimation of deformation parameters at pixel level is quickly found by Fourier transform. In sub-pixel scale， combined with pixel level initial estimation and inverse synthesis Gaussian-Newton iteration， the deformation measurement results with sub-pixel precision is obtained. After the vibration response of the structure is obtained， the natural frequency and mode of the structure are identified by frequency domain decomposition method. Finally， the visual measurement experiment was conducted on a flexible curved arch， supplemented by comparative analysis of laser vibration measurement， to verify the effectiveness of the proposed method in vibration measurement and modal identification of flexible structures.

关键词

数字图像相关方法双尺度位移恢复柔性大变形结构模态辨识

Keywords

digital image correlationtwo-scale displacement recoveryflexible and large deformation structuremodal identification

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