舱段结构是运载火箭的重要组成部分,地面荷载试验则是分析舱段承载能力的重要环节。在荷载试验中,需要测量每一级荷载作用下的舱段结构变形信息,以分析结构变形状态和力学性能。 传统的应变片测量技术具有较高的应变测量精度,但是无法满足火箭舱段大范围、全场的应变测量需求。
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目前,摄像测量技术因其大范围、全场、非接触等特殊优势被广泛应用于科研和工程领域的结构变形测量。摄像测量技术不仅可以测量结构表面应变场,还可以测量结构表面三维位移场,获得丰富的变形数据。
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相机网络变形测量系统布置图
针对超大直径运载火箭舱段全周变形实时测量需求,团队研制了由24台相机组成的相机网络变形测量系统和基于CPU并行计算策略的实时三维变形测量软件,成功实现了火箭舱段内表面柱坐标系下360°全周变形测量和局部笛卡尔坐标系下区域变形实时测量,根据变形结果可以直接分析其变形状态和力学性能。三个方向位移静态噪声标准差小于0.01 mm,应变静态噪声标准差小于50微应变。
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多设备融合建立全局坐标系
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加载情况下360°全周变形