基于立体视觉的坐标网格分析法

坐标网格分析法作为一种物理模拟技术 ,已在金属塑性成形的生产中被广泛应用 ,但传统的手工测量方法存在工作量大和精度低的缺点。该文针对板料成形中常用的三维圆形坐标网格系统 ,提出一种新的基于图像处理和立体视觉技术的网格应变自动测量分析方法 ,并开发了相应软件 ,成功地测绘出变形工件的应变等值线图和板料成形极限图。实验结果表明 ,该方法可以使板料应变的测量速度和精度均得到提高     

板料成形三维全场应变摄影测量快速检测系统研究

针对目前板料成形过程中应变测量的实际问题,提出了一种新的测量方案,通过采用近景工业摄影测量与坐标网格分析法相结合的方法,可以高效地实现板料成形后表面全场应变的精确测量。基于以上方法设计并开发出了可以应用于实际的板料应变检测系统XJTUSM。通过对某些型号的钣金零件表面应变的测量,验证了本文方法的有效性。     

非接触测量在板材成形应变测量中的应用

基于计算机视觉的非接触测量是目前测试技术的主要发展方向,在该测量方法中,数字图像处理、相机的定标及三维模型的重建是3个主要的关键技术。为了掌握该测量技术方法及其在板料成形的应变测量中的应用,本文对图像处理、三维重建及应变计算分析3个部分进行了研究。     

板料变形三维数字散斑应变测量分析系统研究

针对板料变形中应变检测的常规方法和传统方法存在的不足,通过数字散斑相关方法、计算机双目视觉理论和材料力学理论分析了试件表面变形前后的散斑图像,来动态跟踪试件表面上几何点的运动并得到三维位移场,在此基础上计算得到试件的三维应变场.基于此原理开发了XJTUDIC三维数字散斑动态应变测量分析系统.应用带孔铝质制件进行了单向拉伸实验.测量结果表明,该系统能较好的反映板料变形过程中的三维应变状态,较好的测量试件表面的三维轮廓,直观再现工件表面的变形场、应变场和成形极限图(FLD),对于需要测量的关键点可以实现重点跟踪,动态测量出该点在任意时刻任意位移的应变.该系统可以应用到不同的力学测量现场.     

板料渐进成形极限图测试方法研究

成形极限图是判断板料成形中是否会发生失效的重要依据。渐进成形中的板料成形极限图和传统冲压成形极限图有显著不同。板料传统冲压成形极限图测试方法已较为完善,而对于渐进成形尚没有形成统一的标准。本文在已有的测试方法基础上,提出了通过渐进成形圆弧沟槽、十字交叉圆弧沟槽直至板料端部破裂后,测量破裂位置最大和最小主应变以获得板料渐进成形极限图的新方法。通过数值模拟研究,分析了采用该方法对板料进行渐进成形时板料局部的应变状态,表明该方法可行;并使用该方法得了0.9mm厚工业纯铝1060板料的渐进成形极限图。     

板料成形应变计算机视觉测量中的网格应变计算方法

本文介绍了几种常见应变测量用的网格及其应变计算方法 ,提出了适合板料成形应变计算机视觉测量的基于欧拉法和应变增量理论解析的方网格计算方法。该方法对网格按对角线划分三角形并按变形后的网格建立坐标系统 ,由拉形比和边长的关系直接计算出主应变的方向 ,进而求出真实应变、工程应变和等效应变。     

数字图像相关法的板料成形极限研究与应用

为了克服现有板料成形极限测定方法的不足,采用XJTUDIC三维数字散斑应变测量系统,实现了一种基于数字图像相关法的板料成形极限测定新方法。首先,将测量系统架构在杯突试验机上,记录从试验过程初始到破裂的一系列图像,实现应变在线、全场测定。然后,通过对破裂前的最后一张图像进行截线,拟合数据,对颈缩区域插值得到极限应变,从而绘制成形极限曲线图。最后,通过对SPCC36型号碳钢材料板料件成形极限的测量,验证了本文方法的可行性和有效性。     

数字图像相关法的板料成形极限研究与应用

为了克服现有板料成形极限测定方法的不足,采用XJTUDIC三维数字散斑应变测量系统,实现了一种基于数字图像相关法的板料成形极限测定新方法.首先,将测量系统架构在杯突试验机上,记录从试验过程初始到破裂的一系列图像,实现应变在线、全场测定.然后,通过对破裂前的最后一张图像进行截线,拟合数据,对颈缩区域插值得到极限应变,从而绘制成形极限曲线图.最后,通过对SPCC36型号碳钢材料板料件成形极限的测量,验证了本文方法的可行性和有效性.     

基于三维全场应变摄影测量的板料成形极限动态在线测定

针对目前材料成形极限无法实现在线动态测定的不足,本文将数字图像相关法和双目立体视觉技术相结合,提出一种基于三维全场应变摄影测量的动态在线测定材料成形极限的方法,并研制了快速在线动态测定板料成形极限的实验装置。通过平面金属试件的成形极限测定实验,验证了该方法用于动态在线快速建立材料成形极限图FLD的有效性。     

板料成形过程系统分析

此语从系统的角度就板料性能、板料毛坯的展开计算、模具设计与制造、摩擦与润滑、应力应变分析等诸多方面对板料成形过程作了一般分析。可知板料成形过程是一复杂的，需要考虑系统中各个因素之间的相互关系和影响才能得到合理的板料成形件。并从有限元法的角度，建立了板料成形过程模型。     

Comparison of different analysis models to measure plastic strains on sheet metal forming parts by digital image processing

The principal strains of sheet metals and their limitations while forming can be obtained by using a strain measurement system. A strain measurement may employ one of two different approaches: namely the total least square optimization method or the multiple regression analysis (MRA) method. With both methods plastic strains of deformed parts are calculated based on the non-deformed reference configuration designated by a circle and the deformed configuration, which is a curve-fitting ellipse. In the MRA method, the mathematical formula is simpler reducing the required computations than that of the total least square optimization method. While the formula has a greater margin of error, this margin proves less than significant in the practical application of the method’s results.Information from the results of a strain measurement system can be used to determine the sheet metal’s formability and strain path allowing engineers to determine at which point, the sheet metal will crack. They can then change the thickness and the material of the sheet metal, or modify its shape accordingly to maximize the metal’s efficiency. Strain measurement systems possess practical advantages in their actual application; they improve the quality of sheet metal being produced by minimizing defects in sheet metal during production. One industrial case study of fine stamping electronic part is discussed to demonstrate the proposed methodology.     

板材剪切与冲裁加工实验的位移测量系统

针对板材剪切与冲裁加工的特点，设计了一种应变片式位移传感器。传感器可根据需要对量程进行调节，且相对精度不变，特别适于中小位移的测量。结合数据采集系统，在材料试验机上实现了板材剪切加工和精密冲裁实验的位移测量。     

板料二维断面变形分析中的网格局部重新划分

根据板料二维断面成形的特点，采用Ｌａｐｌａｃｅ变换，建立了二维板料断面有限元网格的局部重新划分的算法，并用有限元方法实现求解过程。确立了局部分网中局部量与整体量的转换关系，以及新旧信息在局部区域内的传递关系。通过重新分网前后的网格图，等效应力／应变等值线分布，表明该方法是准确，可靠的。     

Deformation behavior of TC 1 titanium alloy sheet under double-sided pressure

In order to investigate the influence of normal stress through thickness on the formability of sheet metal, the viscous pressure bulge（VPB） tests of an annealed TC1 titanium alloy sheet were carried out under two different conditions： double-sided pressure bulging and conventional single-sided pressure bulging. The automated strain analysis, measurement environment （ASAME） and scanning electron microscope（SEM） were used to study the strain distributions and the fracture morphology of bulged specimens. It is found that thickness strain is increased for double-sided pressure bulging specimens, and the limiting dome height（LDH） of double-sided pressure bulging specimens is increased by 31.8% compared with conventional single-sided pressure bulging specimens. The dimples in fracture surface for double-sided pressure bulging specimens are larger and deeper than those for conventional single-sided pressure bulging specimens. The results indicate that normal stress through thickness is helpful in improving the formability of titanium alloy sheet metal.     

Combined experimental and numerical analysis of bulge test at high strain rates using split Hopkinson pressure bar apparatus

High strain rate bulge test technique which is introduced in this paper adopts a rubber-pad as pressure carrying medium to bulge a sheet metal at high velocity using split Hopkinson pressure bar (SHPB) system. The experimental set-up is based on conventional hydraulic bulge test which is modified to mount on SHPB. The thickness thinning of the sheet metal during the test will be considered as a measure of true strain of the bulged sheet. The theoretical approach is developed in this study to attain pressure–strain curves of sheet metals during high strain rate bulge forming process. This approach is followed by a finite element simulation of the process in ABAQUS/Explicit software. To verify the developed method, analytical and finite element methods are compared with experiments.     

铝合金板温成形过程中凸凹模圆角处摩擦的测量

在温成形过程中铝合金板与模具表面的接触和摩擦行为十分复杂,不同的接触区域摩擦状况不尽相同。本文分析了板料成形中摩擦测量的国内外发展状况,采用自行设计的新型摩擦测量装置完成了铝合金板温成形过程中凸凹模圆角处摩擦系数的测量。该测量装置的特点是可以模拟板料的真实变形过程,因而可以获得更为准确的测量结果。