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汽车转向节疲劳试验的表面裂纹实时检测技术
| 论文题名： | 汽车转向节疲劳试验的表面裂纹实时检测技术 |
| 关键词： | 汽车转向节;疲劳试验;裂纹检测;YOLO算法 |
| 摘要： | 转向节作为汽车中承受多变冲击载荷的重要零件，随着汽车安全性要求的提高，其疲劳损伤规律的掌握也需要不断提升。裂纹作为转向节疲劳损伤的主要形式，研究转向节的疲劳损伤需掌握其疲劳裂纹的发展。因此，对转向节疲劳试验提出了实时检测裂纹并记录其发展趋势的需求。而传统上人工检测试验后零件损伤的方式，无法满足实时裂纹检测需求。所以，目前需要一种可以智能、高效的裂纹检测方法，实现对裂纹的实时检测。本文主要研究内容如下： （1）分析汽车转向节疲劳试验的裂纹检测需求。将需求归结为：实时裂纹的识别与位置框选、前后时刻图片中裂纹之间联系与实时计算图片中裂纹长度。依此将疲劳裂纹试验的裂纹检测算法分为裂纹识别与位置检测模块、动态检测模块、裂纹长度计算模块来实现。 （2）裂纹识别与位置检测模块的研究。阐述了目标检测中的核心概念：IOU、感受野、特征融合与性能评价参数。分析了目前目标检测算法的特点，选用YOLOv4算法作为裂纹识别与位置检测算法框架；阐述了YOLOv4算法的实现方式与算法结构；根据裂纹检测要求，提出了基于裂纹形态的数据增强的改进方法与算法结构的改进方案，最后进行实验分析。 （3）进行了动态检测模块的设计。根据裂纹检测算法的实时性需求，利用裂纹识别与位置检测模块输出的位置信息，进行裂纹编号，并以此设计了裂纹误判排除模块。 （4）裂纹长度计算模块研究。根据裂纹检测算法的实时性需求和传统基于图片处理的长度算法的局限，提出了动态框法与统计规律法。并进行实验计算方法估算误差。分析两种方法的优劣，给出适用环境。 本文针对汽车转向节疲劳试验的裂纹检测及其算法研究，为记录裂纹类的轮廓萌生、扩展过程的技术研究，具有参考价值。 |
| 作者： | 刘士蓥 |
| 专业： | 机械制造及其自动化 |
| 导师： | 陈继刚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 燕山大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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