專利名稱：一種板料成形各向異性性能參數(shù)的視覺測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機械加工方法領(lǐng)域，涉及一種板料成形各向異性性能參數(shù)的測量方法。
背景技術(shù)：
塑性應(yīng)變比r是表示因織構(gòu)所主導(dǎo)的各向異性性能的重要指標(biāo)，將金屬薄板試樣沿軸向拉伸到產(chǎn)生均勻塑性變形時，試樣標(biāo)距內(nèi)寬度方向的真實應(yīng)變與厚度方向的真實應(yīng)變之比，其定義如下
權(quán)利要求
1.一種板料成形各向異性性能參數(shù)的視覺測量方法，其特征在于依次包括以下步驟 第一步，試樣準(zhǔn)備將板料毛坯切割成符合標(biāo)準(zhǔn)的尺寸和幾何形狀要求的試樣，并在所需要測量的試樣表面區(qū)域噴涂散斑圖案； 第二步，相機標(biāo)定從不同方位拍攝獲取圖像，利用圖像進行相機標(biāo)定計算，通過標(biāo)定得到兩相機準(zhǔn)確的位置關(guān)系，所述位置關(guān)系包括相機的外部參數(shù)、內(nèi)部參數(shù)以及鏡頭畸變參數(shù)； 第三步，獲取圖像按照標(biāo)準(zhǔn)夾緊準(zhǔn)備好完成散斑噴涂處理的試樣，啟動材料試驗機對試樣進行拉伸變形加載，并控制兩相機同步拍攝，以獲取被測試樣在變形狀態(tài)下的圖像序列； 第四步，散斑應(yīng)變計算對獲取的全部試樣圖像進行散斑三維應(yīng)變計算，得到不同變形狀態(tài)試樣表面的應(yīng)變數(shù)據(jù)，所述應(yīng)變數(shù)據(jù)包括試樣的平均真實應(yīng)變、長度方向真實應(yīng)變和寬度方向真實應(yīng)變； 第五步，選擇變形狀態(tài)根據(jù)應(yīng)力-應(yīng)變曲線，選取試樣以滿足其標(biāo)距區(qū)域內(nèi)計算的平均真實應(yīng)變在10%以上為均勻變形平穩(wěn)段，作為回歸區(qū)間計算的應(yīng)變范圍； 第六步，回歸分析處理將上一步中挑選出的變形狀態(tài)的長度方向真實應(yīng)變和寬度方向真實應(yīng)變按照回歸分析的方法處理，以得到長度方向真實應(yīng)變和寬度方向真實應(yīng)變分別為Z軸與軸，作區(qū)間線性回歸得到的斜率系數(shù) ; 第七步，計算各向異性性能參數(shù)將上一步得到《值代入以下公式
2.如權(quán)利要求I所述的板料成形各向異性性能參數(shù)的視覺測量方法，其特征在于所述第一步中，準(zhǔn)備的試樣需滿足以下要求 a)制備的試樣邊緣無裂紋，表面無劃傷；b)試樣表面平整試樣標(biāo)距內(nèi)，任意兩處的厚度值之差不應(yīng)大于O.01 mm ;當(dāng)厚度小于1.0mm時，應(yīng)不大于公稱厚度的1% ； c)試樣原始標(biāo)距內(nèi)寬度兩側(cè)平行最大寬度與最小寬度應(yīng)不大于標(biāo)距內(nèi)測量寬度平均值的O. 1% ； d)準(zhǔn)備至少3種不同取向的試樣，且每種類型的試樣不少于3個； e)噴涂在試樣表面的散斑顆粒應(yīng)隨機分布； f)散斑對比度明顯； g)散斑制備范圍應(yīng)大于所測量變形區(qū)域。
3.如權(quán)利要求I所述的板料成形各向異性性能參數(shù)的視覺測量方法，其特征在于所述第二步中，包括相機的外部參數(shù)、相機的內(nèi)部參數(shù)以及鏡頭畸變參數(shù)，具體標(biāo)定步驟如下 a)啟動相機從不同角度和距離采集標(biāo)靶圖像； b)計算標(biāo)靶上控制點的圖像坐標(biāo)； c)采用直接線性變換法解算投影矩陣；d)根據(jù)求得的投影矩陣求解相機內(nèi)外參數(shù)，從而得到標(biāo)定各參數(shù)的初始值； e)利用光束平差算法對相機標(biāo)定，得到精確的相機內(nèi)外參數(shù)。
4.如權(quán)利要求I所述的板料成形各向異性性能參數(shù)的視覺測量方法，其特征在于所述第三步中，獲取圖像要求 a)每個變形狀態(tài)中的左右相機圖像為同一時刻下拍攝的圖像； b)所采集圖像清晰，散斑區(qū)域?qū)Ρ让黠@； c)左右相機相對位置在拍攝過程中不發(fā)生變化； d)左右相機光軸與所要測量變形區(qū)域平面的夾角大于30度； e)所采用相機巾貞頻為10frames/s ； f)試驗機夾頭移動速度不超過50%_4mm/so
5.如權(quán)利要求I所述的板料成形各向異性性能參數(shù)的視覺測量方法，其特征在于所述第四步中，具體計算步驟為 a)選取一個變形狀態(tài)圖像作為基礎(chǔ)狀態(tài)，在基礎(chǔ)狀態(tài)的左相機圖像中選擇所要計算的標(biāo)距區(qū)域，并設(shè)置計算區(qū)域內(nèi)的搜索窗體尺寸； b)在基礎(chǔ)狀態(tài)中的左相機圖像的所選擇計算區(qū)域內(nèi)，選取一個或多個搜索窗體作為散斑匹配的起始點； c)使用散斑相關(guān)算法和相關(guān)搜索算法進行散斑匹配； d)將左右相機圖像中的對應(yīng)散斑進行三維重建，獲得變形區(qū)域的三維空間信息； e)根據(jù)三維重建結(jié)果，通過每個三維點周圍相鄰的點計算三維點處的應(yīng)變。
6.如權(quán)利要求I所述的板料成形各向異性性能參數(shù)的視覺測量方法，其特征在于所述第五步中，所述平均真實應(yīng)變范圍為10%-20%。
7.如權(quán)利要求I或2所述的板料成形各向異性性能參數(shù)的視覺測量方法，其特征在于所述取向，包括與軋制方向成0°、45。和90。。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種板料成形各向異性性能參數(shù)的視覺測量方法，屬于機械加工方法領(lǐng)域，依次包括以下步驟第一步，試樣準(zhǔn)備；第二步，相機標(biāo)定；第三步，獲取圖像；第四步，散斑應(yīng)變計算；第五步，選擇變形狀態(tài)；第六步，回歸分析處理；第七步，計算各向異性性能參數(shù)。本發(fā)明可以高效的測量板料成形的應(yīng)變數(shù)據(jù)，以計算各向異性性能參數(shù)。具有測量操作方便，自動化程度高，測量結(jié)果準(zhǔn)確、可靠，且為非接觸測量的特點。
文檔編號G01N21/84GK102944559SQ201210443148
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月8日
發(fā)明者蔡勇, 劉震昆, 向科峰, 梁晉, 羅成明, 廖曉波 申請人:西南科技大學(xué)