(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210607129.3 (22)申请日 2022.05.31 (71)申请人 中国计量大 学 地址 310018 浙江省杭州市下沙高教园学 源街258号 (72)发明人 陈家焱　章镇宇　王强　洪涛　 周娟　 (74)专利代理 机构 北京高沃 律师事务所 1 1569 专利代理师 刘芳 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06T 7/00(2017.01) G06V 10/764(2022.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种垫片表面接触应力分布均匀性确定方 法及系统 (57)摘要 本发明公开一种垫片表面接触应力分布均 匀性确定方法及系统， 涉及垫片测试技术领域， 包括： 对应力云图转换的矩形图像进行灰度化及 灰度降级； 根据得到的灰度图像， 利用灰度共生 矩阵算法得到每个图像区域对应的灰度共生矩 阵组； 依次对每个灰度共生矩阵提取特征值逆差 矩和角二阶矩； 根据所有特征值确定代表每个图 像区域的特征值， 作为随机森林模型的输入； 根 据应力云图， 利用接触应力采样得到接触应力沿 圆周方向、 径向标准差， 作为随机森林模型的输 入； 利用随机森 林模型对输入的应力云图进行图 像分类， 输出垫片表面接触应力分布均匀性。 本 发明能够更准确地定量确定垫片表面的接触应 力整体分布均匀性， 从而准确地描述垫片表面的 接触应力整体分布情况。 权利要求书3页 说明书11页 附图6页 CN 114936499 A 2022.08.23 CN 114936499 A 1.一种垫片表面接触 应力分布均匀性确定方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 获取垫片的应力云图； 所述应力云图是对垫片进行压缩回弹试验有限元仿真后， 得到 的反映垫片表面接触 应力大小及分布情况的RGB真彩色应力云图； 将所述应力云图转换为矩形图像； 对所述矩形图像进行 灰度化及灰度降级， 得到灰度图像； 根据所述灰度图像， 利用灰度共生矩阵算法得到每个图像区域对应的灰度共生矩阵 组； 每个所述灰度共生矩阵组均包括四个不同方向的灰度共生矩阵； 所述图像区域是对所 述灰度图像进行分割后得到的； 各 所述图像区域的长和宽均 与所述灰度图像的宽相同； 依次对每个所述灰度共生矩阵组中每个所述灰度共生矩阵提取特征值； 所述特征值包 括逆差矩和角二阶矩； 根据所有所述特 征值确定代 表每个所述图像区域的特 征值； 根据所述应力云图， 利用接触应力采样得到接触应力沿圆周方向标准差和接触应力沿 径向标准差； 以所述代表每个所述图像区域的特征值、 所述接触应力沿圆周方向标准差、 所述接触 应力沿径向标准差和所述应力云图为输入， 利用随机森林模型对所述应力云图进 行图像分 类， 输出垫片表面接触应力 分布均匀 性； 所述垫片表面接触应力 分布均匀 性包括整体分布 不均匀且径向及周向分布不均匀、 整体分布均匀且局部分布均匀、 整体分布一般但径向分 布不均匀 和整体分布一般但周向分布不均匀。 2.根据权利要求1所述的垫片表面接触应力分布均匀性确定方法， 其特征在于， 所述根 据所述灰度图像， 利用灰度共生矩阵算法得到每个图像区域对应的灰度共生矩阵组， 具体 包括： 对所述灰度图像进行分割， 得到多个图像区域； 利用灰度共生矩阵算法， 对每个所述图像区域分别取四个不同方向计算 四个不同方向 的灰度共生矩阵； 所述四个不同方向的灰度共生矩阵包括第一灰度共生矩阵、 第二灰度共 生矩阵、 第三灰度共生矩阵和第四灰度共生矩阵； 所述第一灰度共生矩阵为所述图像区域 沿第一方向的灰度共生矩阵； 所述第二灰度共生矩阵为所述图像区域沿第二方向的灰度共 生矩阵； 所述第三灰度共生矩阵为所述图像区域沿第三方向的灰度共生矩阵； 所述第四灰 度共生矩阵为所述图像区域沿第四方向的灰度共生矩阵。 3.根据权利要求2所述的垫片表面接触应力分布均匀性确定方法， 其特征在于， 所述根 据所有所述特 征值确定代 表每个所述图像区域的特 征值， 具体包括： 获取第一权重系数、 第二权重系数、 第三权重系数和第四权重系数； 所述第 一权重系数 为第一特征值的权重； 所述第二权重系 数为第二特征值的权重； 所述第三权重系 数为第三 特征值的权重； 所述第四权重系 数为第四特征值的权重； 所述第一特征值是对所述第一灰 度共生矩阵提取得到的； 所述第二特征值是对所述第二灰度共生矩阵提取得到的； 所述第 三特征值是对所述第三灰度共生矩阵提取得到的； 所述第四特征值是对所述第四灰度共生 矩阵提取 得到的； 利用所述第一权重系数、 所述第二权重系数、 所述第三权重系数和所述第 四权重系数 对所述第一特征值、 所述第二特征值、 所述第三特征值和所述第四特征值进行加权计算， 得 到代表每个所述图像区域的特 征值。权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114936499 A 24.根据权利要求1所述的垫片表面接触应力分布均匀性确定方法， 其特征在于， 所述根 据所述应力云图， 利用接触应力采样得到接触应力沿圆周方向标准差和接触应力沿径向标 准差， 具体包括： 对所述应力云图的内外环面的圆周方向及径向分别进行接触应力采样， 沿圆周方向测 试多个点并沿径向测试多个圆周， 得到同一圆周上测试点的接触应力以及沿径向不同圆周 上测试点的接触 应力； 根据所述同一圆周上测试点的接触 应力计算接触 应力沿圆周方向标准差； 根据所述沿径向不同圆周上测试点的接触 应力计算接触 应力沿径向标准差 。 5.根据权利要求1所述的垫片表面接触应力分布均匀性确定方法， 其特征在于， 所述随 机森林模型 是利用多个训练数据集训练得到的； 每个所述训练数据集均包括输入训练数据和输出训练数据； 所述输入训练数据包括一个垫片的应力云图以及与所述应力云图对应的代表每个图 像区域的特 征值、 接触 应力沿圆周方向标准差和接触 应力沿径向标准差； 所述输出训练数据包括与所述应力云图、 所述代表每个图像区域的特征值、 所述接触 应力沿圆周方向标准差和所述接触应力沿径向标准差均对应的垫片表面接触应力分布均 匀性。 6.一种垫片表面接触 应力分布均匀性确定系统， 其特 征在于， 所述系统包括： 应力云图获取模块， 用于获取垫片的应力云图； 所述应力云图是对垫片进行压缩回弹 试验有限元仿真后， 得到的反映垫片表面接触 应力大小及分布情况的RGB真彩色应力云图； 图像转换模块， 用于将所述应力云图转换为矩形图像； 灰度化及灰度降级模块， 用于对所述矩形图像进行 灰度化及灰度降级， 得到灰度图像； 灰度共生矩阵组得到模块， 用于根据所述灰度图像， 利用灰度共生矩阵算法得到每个 图像区域对应的灰度共生矩阵组； 每个所述灰度共生矩阵组均包括四个不同方向的灰度共 生矩阵； 所述图像区域是对所述灰度图像进行分割后得到的； 各所述图像区域的长和宽均 与所述灰度图像的宽相同； 特征值提取模块， 用于依次对每个所述灰度共生矩阵组中每个所述灰度共生矩阵提取 特征值； 所述特 征值包括逆差矩和角二阶矩； 代表图像区域的特征值确定模块， 用于根据 所有所述特征值确定代表每个所述图像区 域的特征值； 标准差得到模块， 用于根据所述应力云图， 利用接触应力采样得到接触应力沿圆周方 向标准差和接触 应力沿径向标准差； 图像分类模块， 用于以所述代表每个所述图像区域的特征值、 所述接触应力沿圆周方 向标准差、 所述接触应力沿径向标准差和所述应力 云图为输入， 利用随机森林模型对所述 应力云图进行图像分类， 输出垫片表面接触应力 分布均匀 性； 所述垫片表面接触应力 分布 均匀性包括整体分布不均匀且径向及周向分布不均匀、 整体分布均匀且局部分布均匀、 整 体分布一般但 径向分布不均匀 和整体分布一般但周向分布不均匀。 7.根据权利要求6所述的垫片表面接触应力分布均匀性确定系统， 其特征在于， 所述灰 度共生矩阵组得到模块具体包括： 灰度图像分割单 元， 用于对所述灰度图像进行分割， 得到多个图像区域；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114936499 A 3