Разработка быстродействующих и помехоустойчивых алгоритмов обработки изображений для определения перемещений и деформаций на поверхности материалов в условиях многоцикловой усталости

В рамках выполнения проекта были разработаны алгоритмы выделения трещины и локализации её вершины. Предложен комплексный подход, основанный на определении разрывов в поле перемещений и контурном анализе изображений для выделения берегов трещины. Были проведены исследования и разработан алгоритм определения коэффициента интенсивности напряжений, основанный на аппроксимации полей векторов перемещений решением Вильямса. В настоящей работе проведено исследование и разработан оригинальный многокадровый алгоритм по вычислению полей перемещений с использованием аппроксимации во времени. Применение многокадрового алгоритма позволяет решить проблему некорректно определенных векторов в области материала близко к месту разрушения. Разработан комбинированный алгоритм определения перемещений, который позволяет одновременно с оценкой перемещений определять границы разрыва (трещины). С целью определения положения линии разрыва в функцию коэффициента корреляции была введена весовая функция в виде аппроксимированной функции Хевисайда. Проведено комплексное сравнительное исследование помехоустойчивости локальных и глобальных алгоритмов корреляции цифровых изображений, с использованием серий модельных и экспериментально полученных изображений. Объединение представленных в работе алгоритмов выделения берегов трещины, определения вершины трещины и параметров разрушения материала в единый подход, требует проведения дополнительных исследований. Возможно дальнейшее развитие темы исследований для выработки единого алгоритма, который будет устойчиво определять перемещения как в области, граничащей с местом разрушения, так и в области, не содержащей разрывы поля перемещений. Результаты исследования могут быть использованы для решения проблем повышения усталостной долговечности, оценки остаточного ресурса изделий и инженерных конструкций в авиастроении, космической технике, магистральных трубопроводах, снижения их стоимости, а также повышения безопасности их эксплуатации. Разработанные алгоритмы и методики оценки деформации могут применяться при испытаниях материалов.