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7.总结 51
致谢 52
参考文献 53
附录 54
附录一 图像‘裂纹3’的灰度值分析的matlab代码 54
附录二 canny算子边缘检测法检测图像‘裂纹1’的matlab代码 54
附录三 canny算子边缘检测法检测图像‘裂纹2’的matlab代码 55
附录四 canny算子边缘检测法检测图像‘裂纹3’的matlab代码 55
附录五 二值化方法检测 图像‘liewen2’裂纹的matlab程序代码 56
附录751 二值化方法检测图像‘liewen3’裂纹的matlab程序代码 56
1 绪论
1.1 课题研究的背景和意义
随着我国经济的高速发展以及城市的快速扩张,城市轨道交通已经成为我国城市交通发展的主流,其健康安全状况是保证整个系统安全运行的关键之一轨道交通上滚珠零件摔坏程度关系到人类的生活与安全,其长期在过载、高机动、频繁起降等恶劣环境下工作，因此故障率很高。在这些故障中，滚珠表面损伤是导致发动机损坏的主要原因之一，一旦滚珠萌生裂纹，裂纹很快就会成为新的应力腐蚀源，加速其扩展速度，造成难以估计的损失。在外场，常常采用人工借助放大镜的方法来初步监测有无表面裂纹，这种方法不仅耗时费力，要求检测人员经验丰富，而且其可靠度也不高，因此有必要研究一种高效率、高可靠性的裂纹检测装置。另外，对于刚出厂或者服役一段时间的零部件，进行高温疲劳/蠕变实验以确定其安全使用寿命很有必要，在疲劳实验中同样需要对试件进行在线监测，以便及时发现微裂纹，并记录其扩展情况，为零部件的延、定寿研究提供可靠的数据。鉴于以上两点，研究一种裂纹检测装置以便能及时发现表面微裂纹，对零部件本身以及整个发动机的延、定寿都有重要的意义。
近些年，随着光学技术，电子技术、计算机科学、材料科学等学科的发展，裂纹无损检测已经取得很大的进步，工程应用中最普遍的有涡流检测（ET）、液体渗透检测（PT）、磁粉检测（MT）、射线照相检测（RT）、超声检测（UT），通称五大常规无损检测方法。虽然无损检测技术发展很快，但由于各种无损检测方法都是通过一定的中间过程来显示材料缺陷的信息的；不可避免地会受到材料本身和检测时主客观因素的影响。因此，每一种检测方法都还不能百分之百地对检测结果绝对保证无误，各种方法都有各自的优点和不完善的地方。
随着计算机技术的发展，数字图像处理技术也日趋成熟，人们越来越多的利用计算机来帮助人类获取与分析处理视觉信息。目前，数字图像技术已经应用于图像测量、遥感、零部件产品的自动检测、生物医学、工业生产、机器人视觉、文字模式识别等多个领域。据多样本观察，部件的裂纹有一大部分是萌生于表面的，因此对部件表面图像信息进行分析处理，从中提取裂纹信息、对裂纹图像尺寸进行量化，从而进一步推断其寿命从理论上是可行的，且具有实际可操作性。
1.2 滚珠的介绍
滚珠是一种钢制的圆珠形零件。也叫钢珠。是滚珠轴承的一个重要零件。
滚珠轴承滚珠轴承是滚动轴承的一种以滚动方式来降低动力传递过程中的摩擦力和提高机械动力的传递效率，滚珠轴承不能承受较大的重载荷 它主要包含四个基本元件：滚珠（ball）、内环（inner ring）、外环（outer ring）与保持器（cage or retainer），一般工业用的滚珠轴承满足AISI 52100的标准，滚珠与环通常是以高铬钢制成，洛氏硬度（Rockwell C- scale hardness）约在61-65之间。而保持器的硬度相较于滚珠与环低，其材料有金属（如：中碳钢、铝合金）或非金属（如：铁弗龙、PTEF、高分子材料）。滚动轴承（rolling bearing）比轴颈轴承(journal bearing)的转动摩擦阻力小，因此相同的转速下，由于摩擦产生的温度会比较低。在当今的机械加工生产中，滚珠轴承的应用非常广泛，滚珠的生产中质量检测非常重要，特别是滚珠的裂纹。所以用一定的方法对滚珠裂纹的进行分类，进行数据分析关系着生产的经验总结和工厂的滚珠生产合格率的判断。而此次要进行的论文就是为解决这个问题而做的。