列车部件撞击序列图像运动分析方法

许平; 姚曙光

列车部件撞击序列图像运动分析方法

许平,
姚曙光

中南大学轨道交通安全教育部重点实验室, 湖南长沙 410075

基金项目:

铁道部科技研究开发计划项目 2003J027

详细信息

作者简介:
许平(1971-), 男, 湖南长沙人, 中南大学讲师, 工学博士研究生, 从事车辆动力学研究

中图分类号: U270
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出版历程
- 收稿日期: 2005-11-05
- 刊出日期: 2006-03-25

Motion Analysis Method of Series Images for Train Component Crash

Key Laboratory for Traffic Safety on Track of Ministry of Education, Central South University, Changsha 410075, Hunan, China

More Information

Author Bio:
XU Ping(1971-), male, doctoral student, 86-731-2655294, csxuping@126.com

摘要

摘要: 为了精确分析车辆部件的撞击过程, 采用变模板匹配技术, 对撞击标识点进行特征识别, 在对搜索区域进行运动方向和运动速度预测的基础上, 提出了列车部件撞击序列图像运动分析方法。该方法不仅能显示动态变形过程及最后的残余变形, 还能对特定目标或通过鼠标动态选择的目标进行标识跟踪, 并计算出目标的位移、速度及加速度, 然后以曲线、图表、数据等形式输出。对铝合金圆管试件的撞击序列图像的分析表明铝合金圆管的变形是从冲击端开始有序向约束端纵向进行, 共形成七个皱褶, 俯视图呈六边形, 最大压缩量为230.9 mm, 整个塑性变形过程持续64 ms, 表明铝合金结构部件具备良好的塑性流动性, 是比较好的车辆用吸能部件, 说明该测试方法可行。
- 车辆工程 /
- 撞击试验 /
- 序列图像分析 /
- 变模板匹配 /
- 特征识别
Abstract: In order to analyze the crash process of vehicle component, a motion analysis method of sequence images of train component crash was developed on the basis of the characteristic recognition of crash mark point in matching course and the prognostication of motion orientation and motion velocity in searched area by alterable template matching technique, the dynamic deformation process and final remain deformation could be showed, the special marked objects or dynamically selected objects by mouse could be recognized and tracked, and their displacements, velocities and accelerations could be worked out, which were exported by curves, tables and data.Test result shows that the deformation of aluminum alloy circle pipe part is processed in lengthways order from impact end to restraint end, all seven corrugations are shaped and its planform assumes hexagon, its max compressed length is 230.9 mm, the course of plastic deformation takes 64 ms, which indicates that the aluminum alloy component has good plastic fluidity, is fine energy-absorbed component of car-body, the analysis method is feasible.
- vehicle engineering /
- crash test /
- series image analysis /
- alterable template matching /
- characteristic recognition

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图 1 序列图像运动分析方法

Figure 1. Motion Analysis Method of Series Images

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图 2 序列图像运动分析软件

Figure 2. Motion Analysis Software of Series Images

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图 3 软件主界面

Figure 3. Main Interface of Software

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图 4 碰撞试件的序列图像

Figure 4. Series Images of Crashed Part

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图 5 铝合金圆管试件最终变形

Figure 5. Finally Deformation Picture of Aluminum Alloy Circle Pipe

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图 6 位移-时间曲线

Figure 6. Displacement-Time Curve

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图 7 速度-时间曲线

Figure 7. Velocity-Time Curve

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图 8 加速度-时间曲线

Figure 8. Acceleration-Time Curve

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图 9 位移-时间曲线

Figure 9. Displacement-Time Curve

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图 10 速度-时间曲线

Figure 10. Velocity-Time Curve

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图 11 加速度-时间曲线

Figure 11. Acceleration-Time Curve

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表 1 铝合金圆管试件的变形规律

Table 1. Deformation Law of Aluminum Alloy Circle Pipe

时间/ms	变形规律	变形长度/mm
45	试件开始与撞击墙接触	0
51	6 ms, 试件开始产生第1个皱褶	14.7
54	9 ms, 试件开始产生第2个皱褶	29.7
60	15 ms, 试件开始产生第3个皱褶	76.7
66	21 ms, 试件开始产生第4个皱褶	122.6
75	30 ms, 试件开始产生第5个皱褶	150.9
82	37 ms, 试件开始产生第6个皱褶	202.8
103	58 ms, 试件开始产生第7个皱褶	230.8
109	64 ms, 试件开始与撞击墙脱离	230.9

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