Optikai nyúlásmérő eljárás fejlesztése videókép feldolgozási technika segítségével

Ha valamilyen szilárd anyag mechanikai tulajdonságait szeretnénk meghatározni, ennek egyik módja a szakító vizsgálat. Míg a próbatestet a két végén befogjuk, és ezen keresztül húzni kezdjük, mi a középső rész nyúlására vagyunk kíváncsiak, ezt mérjük valamilyen úton. Megtehetjük ezt finomnyúlás-mérő eszközökkel, mint a nyúlásmérő bélyeg, vagy a szakítógép keresztfej elmozdulásával is számolhatunk. Ha azonban valamilyen szivacsos szerkezetű polimerhab anyaggal dolgozunk, nem tudunk a felületére bélyeget rögzíteni, a fej elmozdulásból számított elmozdulás pedig pontatlan. Erre a célra fejlesztettek ki érintésmentes nyúlásmérő eljárásokat, és megjelentek a video extensometerek. Ezek videó kamerát tartalmazó eszközök, amiket a számítógéphez lehet csatlakoztatni, és a hozzátartozó szoftverrel a húzás ideje alatt próbatesten elhelyezett jelölések pályáját tudjuk rögzíteni.

Napjainkban a téma nagyon széles körben kutatott. Az értekezésben kitérek néhány, a kereskedelmi forgalomban kapható, ún. DIC (Digital Image Correlation) szoftverre, illetve a más programban, hasonló feladatokat ellátó kódokra is. Példákon keresztül röviden bemutatom a Mathematica Image Processing témakörbe tartozó alapparancsokat, és részletesen ismertetem az általam írt kódot, néhány videón alkalmazva bemutatom a működését.

A Wolfram Mathematica szoftver 8-as verziójában megjelent, nagyon fejlett képfeldolgozó függvénytár lehetőséget biztosított arra, hogy a video extensometer feladatait kiváltsam egy Mathematica kóddal. Dolgozatomban egy olyan kódot fejlesztettem, ami egy szakítóvizsgálat videó felvételéből képes a testre felvitt jelölők mozgását megfelelő pontossággal követni és eltárolni. Ezt felhasználva diagramban ábrázolja a test nyúlását, fajlagos nyúlását. Ehhez egy átlagos számítógépre és a Mathematica szoftverre van szükség.

A feldolgozás végrehajtása automatikus. A kódban módosítani semmit nem kell. Mindent, amit igényel a működéshez, interaktív módon, párbeszédpaneleken keresztül adhatjuk meg. A képfeldolgozás alapbeállításai a legtöbb videónál jó eredményre vezetnek, de ezeken csúszkák segítségével finomíthatunk, és az eredményt azonnal láthatjuk.

A legfontosabb eredménye a munkának, hogy egy igen költséges mérési eljárást helyettesíthetünk egy Mathematica programkód és egy átlagos videó kamera segítségével.

szerző

Mester István
gépészmérnöki
nappali alapszak

konzulens

Dr. Kossa Attila
Egyetemi docens, Műszaki Mechanikai Tanszék