本发明涉及重组竹板坯热压过程应力-应变研究，尤其涉及一种重组竹板坯热压过程应变场在线测试方法及装置。
背景技术：
1、重组竹以经过纤维定向分离、热处理、树脂浸渍、干燥处理的浸胶竹束为基本单元，经热压后制成竹基复合材料。热压前，首先将浸胶竹束人工铺装成厚度方向约200mm的浸胶竹束板坯。热压过程中，随着热压板快速闭合，上下热压板首先将热量传递至板坯的上表面(层)和下表面(层)，然后逐步传递至板坯芯层，直至压缩至目标厚度(20～35mm)。由于浸胶竹束尺寸大、单根浸胶竹束宽厚尺寸与疏解程度不一，人工铺装时无法保证各方向物料均匀性。因此热压时，浸胶竹束板坯压缩厚度和宽度方向上应变分布都呈非均匀态。且当板坯目标厚度较大时，板坯表层至芯层传热路径长、效率低，芯层达到软化和树脂固化时间长，厚度方向形成外高内低的温度梯度，导致厚度方向上应变场差异更加显著。与厚度方向类似，宽度方向也会受到热应力的影响。但由于宽度方向比厚度方向尺寸大得多，且受到的热压约束较小，因此宽度方向上的应变不如厚度方向显著，但也会影响重组竹热压后密度分布的均匀性。热压过程中应变特征对热压后重组竹板坯密度分布均匀性、抗弯强度以及内结合强度等物理力学性能影响显著，解译热压过程的应变特征具有重要意义。
2、目前，人造板坯热压过程普遍采用位移传感器法测量应变，该方法常用于刨花板、纤维板等传统人造板热压过程中的应变测量。刨花板、纤维板的基本单元尺寸小(刨花长宽厚尺寸约为3mm×1mm×0.25mm，纤维长约为2mm，直径约为15μm)，板坯压缩率小(约40％)、压缩路径短(约为40～50mm)，热压过程易压缩，应变场差异性较小，采用位移传感器法测量可以满足热压过程应变测量精度需要。而重组竹板坯以竹束为基本单元(长度为2500mm，宽度为30～50mm，厚度为5～8mm)热压过程板坯压缩率大(约为80％)、压缩路径长(约为140～180mm)，导致板坯厚度方向压缩应变场差异性大，仅测量板坯热压过程厚度方向总应变不足以为研究分析热压成形过程对重组竹物理力学性能影响等提供支撑。
3、图像识别技术在很多领域具有应用，由图像识别技术衍生出的数字图像(dic)应变测量技术是一种基于物体表面散斑图像灰度分析而获得表面运动和形变信息的非接触式新型光测方法，现有的德国gom公司aramis系统、美国csi公司vic3d等数字散斑设备昂贵，且对喷涂散斑质量与形状等要求高。而人工铺装后的浸胶竹束端面存在大量裂缝间隙，平面不规则，如应用平面数字散斑技术测量热压过程中的应变场，必须对浸胶竹束端面进行整平处理，这在实际生产过程中无法实现。重组竹实际生产过程中，采用周期式多层热压机进行热压，板坯幅面大，约为2500mm(长)×1300mm(宽)×300mm(厚)，热压环境高温蒸汽时有泄露，工作环境差，数字散斑技术在此处实施复杂，成本高昂，适用性不强。
4、例如，现有一种技术方案，通过图像处理测量某些板坯料加载后的剪切应变，在图像处理前采用网格节点对板坯料上下表面进行标记，通过标记网格节点的位移偏移量计算出总应变，申请人发现，这些板坯料本身为一整块平面，平面完整且无其他元素干扰，上表面网格节点与下表面网格节点可以一一对应，然而对于重组竹板坯而言，重组竹板坯以竹束为基本单元，竹束板坯铺装后，竹束之间容易相互交织缠绕，导致板坯表面无法完全平整，表面存在大量凹凸不平的裂纹，在表面采用网格节点标记处理，易在图像处理时产生较大误差，难以真实反应竹束板坯热压过程中应变的生产与发展情况。
技术实现思路
1、本发明为解决现有技术在使用中存在的问题，提供一种成本低且测量精度高的重组竹板坯热压过程应变场在线测试方法及装置。
2、为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
3、一种重组竹板坯热压过程应变场在线测试方法，包括以下步骤：
4、s1、获取重组竹板坯在热压过程中不同时刻的端面图像；
5、s2、分别识别出各个端面图像中的竹束涂色端面作为应变观测面；
6、s3、分别计算各个应变观测面相对于指定的基准应变观测面的间距；
7、s4、基于端面图像中各个应变观测面相对于指定的基准应变观测面的间距的变化计算该应变观测面的应变量ε，从而得到由热压过程中各个应变观测面的应变量ε构成的热压过程应变场。
8、作为对上述技术方案的进一步改进：
9、优选地，步骤s2中，重组竹板坯是由多根竹束铺装形成的多层结构，且端面涂色的竹束沿重组竹板坯端面的横向和纵向间隔分布成行和列。
10、优选地，步骤s2中，重组竹板坯每一列竹束中，所述端面涂色的竹束的数量为3～6个，每一行竹束中，所述端面涂色的竹束的数量为3～6个。
11、优选地，步骤s2中，所述端面涂色的竹束的端面颜色为红色，除端面涂色的竹束之外的其他竹束的端面颜色为白色或竹束本色(竹束本色指的是竹束本身所具有的颜色，未涂色)。
12、优选地，步骤s2中，识别出各个端面图像中的竹束涂色端面包括：调整端面图像的对比度和亮度，基于竹束涂色端面的涂色调整颜色取样值，使得所有的竹束涂色端面与背景色产生清晰的边界。
13、优选地，步骤s3中，每一个应变观测面对应的指定的基准应变观测面具体为以下定义中的一种：定义一：与该应变观测面位于重组竹板坯同一列且列中部端面涂色的竹束所在的应变观测面；定义二：与该应变观测面位于重组竹板坯同一行且最外侧端面涂色的竹束所在的应变观测面。
14、优选地，当基准应变观测面为与该应变观测面位于重组竹板坯同一列且列中部端面涂色的竹束所在的应变观测面时，步骤s3包括以下步骤：
15、c1、以重组竹板坯的列中部竹束所在应变观测面作为指定的基准应变观测面；
16、c2、测量出相邻时刻端面图像中同一列中的应变观测面与基准应变观测面之间的间距并计算出间距变化δl；
17、c3、将间距变化δl除以在前时刻端面图像中应变观测面与基准应变观测面之间的间距l，得到应变量ε，从而得到由热压过程中各应变观测面的应变量ε构成的热压过程应变场。
18、当基准应变观测面为与该应变观测面位于重组竹板坯同一行且最外侧端面涂色的竹束所在的应变观测面时，步骤s3包括以下步骤：
19、d1、以重组竹板坯最外侧竹束所在应变观测面作为指定的基准应变观测面；
20、d2、测量出相邻时刻端面图像中同一行中的应变观测面与基准应变观测面之间的间距并计算出间距变化δl；
21、d3、将间距变化δl除以在前时刻端面图像中应变观测面与基准应变观测面之间的间距l，得到应变量ε，从而得到由热压过程中各应变观测面的应变量ε构成的热压过程应变场。
22、优选地，所述间距变化δl的计算函数表达式为δl＝l1-l2，l1为t1时刻应变观测面与基准应变观测面之间的间距，l2为t2时刻应变观测面与基准应变观测面之间的间距，t1为在前时刻，t2为在后时刻。
23、优选地，当基准应变观测面为与该应变观测面位于重组竹板坯同一列且列中部端面涂色的竹束所在的应变观测面时，步骤c2中，当应变观测面位于基准应变观测面上方时，以基准应变观测面的上边界与应变观测面的下边界之间的距离为应变观测面与基准应变观测面之间的间距；当应变观测面位于基准应变观测面下方时，以基准应变观测面的下边界与应变观测面的上边界之间的距离为应变观测面与基准应变观测面之间的间距。
24、当基准应变观测面为与该应变观测面位于重组竹板坯同一行且最外侧端面涂色的竹束所在的应变观测面时，步骤d2中，当应变观测面位于基准应变观测面左侧时，以基准应变观测面的右侧边界与应变观测面的左侧边界之间的距离为应变观测面与基准应变观测面之间的间距；
25、当应变观测面位于基准应变观测面右侧时，以基准应变观测面的左侧边界与应变观测面的右侧边界之间的距离为应变观测面与基准应变观测面之间的间距。
26、作为一个总的发明构思，本发明还提供一种重组竹板坯热压过程应变场在线测试装置，包括以下模块：
27、图像处理模块，用于获取重组竹板坯在热压过程中不同时刻的端面图像；
28、图像识别模块，用于分别识别出各个端面图像中的竹束涂色端面作为应变观测面；
29、第一计算模块，用于分别计算各个应变观测面相对于指定的基准应变观测面的间距；
30、第二计算模块，用于基于端面图像中各个应变观测面相对于指定的基准应变观测面的间距的变化计算该应变观测面的应变量ε，从而得到由热压过程中各个应变观测面的应变量ε构成的热压过程应变场。
31、作为一个总的发明构思，本发明还提供一种重组竹板坯热压过程应变场在线测试设备，所述设备包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，该计算机程序被所述处理器执行时，实现重组竹板坯热压过程应变场在线测试方法。
32、作为一个总的发明构思，本发明还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序可被一个或多个处理器执行，以实现重组竹板坯热压过程应变场在线测试方法。
33、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
34、本发明的重组竹板坯热压过程应变场在线测试方法及装置，通过以涂色竹束端面作为应变观测面，获得了不同热压时刻中相同应变观测面与基准应变观测面之间的位移变形，从而检测出重组竹板坯热压过程中的应变行为。在本发明中，并不只在热压结束后获取图像，而是进行过程态的检测，通过应变观测面得到总体剪切应变和应变场的测量，相比目前生产中使用的位移应变传感器，本发明可以精确获得重组竹板坯在热压过程中的应变(尤其是不同厚度方向上)，大大降低了板坯应变场差异小造成的测量误差。相较于市面上流行其他基于图像识别的应力场检测方法，本发明采用对涂色竹束端面为应变观测面解决了板坯端面层次不齐取点困难的问题，成本低，应变场测量误差小，有效的克服重组竹复杂的生产现场对于目前主流的数字散斑方法的限制，在保证了测量精度满足实际生产需要的同时降低了测量成本。
1.一种重组竹板坯热压过程应变场在线测试方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的重组竹板坯热压过程应变场在线测试方法，其特征在于：步骤s2中，重组竹板坯是由多根竹束铺装形成的多层结构，且端面涂色的竹束沿重组竹板坯端面的横向和纵向间隔分布成行和列。
3.根据权利要求2所述的重组竹板坯热压过程应变场在线测试方法，其特征在于：步骤s2中，重组竹板坯每一列竹束中，所述端面涂色的竹束的数量为3～6个，每一行竹束中，所述端面涂色的竹束的数量为3～6个。
4.根据权利要求2所述的重组竹板坯热压过程应变场在线测试方法，其特征在于：步骤s2中，识别出各个端面图像中的竹束涂色端面包括：调整端面图像的对比度和亮度，基于竹束涂色端面的涂色调整颜色取样值，使得所有的竹束涂色端面与背景色产生清晰的边界。
5.根据权利要求2所述的重组竹板坯热压过程应变场在线测试方法，其特征在于：步骤s3中，每一个应变观测面对应的指定的基准应变观测面具体为以下定义中的一种：
6.根据权利要求5所述的重组竹板坯热压过程应变场在线测试方法，其特征在于：当基准应变观测面为与该应变观测面位于重组竹板坯同一列且列中部端面涂色的竹束所在的应变观测面时，步骤s3包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的重组竹板坯热压过程应变场在线测试方法，其特征在于：
8.一种重组竹板坯热压过程应变场在线测试装置，其特征在于：包括以下模块：
9.一种重组竹板坯热压过程应变场在线测试设备，其特征在于，所述设备包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，该计算机程序被所述处理器执行时，实现如权利要求1至7中任一项所述的重组竹板坯热压过程应变场在线测试方法。
10.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序可被一个或多个处理器执行，以实现如权利要求1至7中任一项所述的重组竹板坯热压过程应变场在线测试方法。
