视频引伸计测量技术初探

在金属材料拉伸试验中,传统的接触式引伸计测量存在诸多缺陷.本文研究了视频引伸计测量系统的工作原理和关键技术,并且分析了视频引伸计的发展趋势.视频引伸计采用CCD作为光电传感器,可非接触测量材料拉伸过程中的变形量.试验前在试件上做好标记,通过试验时标记的变化测得应变量,实现了金属材料在加载过程中应变的实时测量.     

视频引伸计技术在试验机上的应用

在金属材料拉伸试验中,传统的接触式引伸计测量存在诸多缺陷。视频引伸计采用CCD作为光电传感器,可非接触测量材料拉伸过程中的变形量。试验前,在试件上做好标记,通过试验时标记的变化测得应变量,实现了金属材料在加载过程中应变的实时测量。     

视频引伸计

视频引伸计是一种自动跟踪试样上两标记点的移动来测试样变形的装置,而且与试样不接触。视频引伸计基于光学技术和数码相机技术,给一些特殊试样提供了很好的测量方法。     

材料轴向拉伸变形的图像精密测量研究

轴向拉伸试验是测量材料力学性能的主要手段。本文介绍了一种新的视频引伸计,并给出了利用这种视频引伸计测量材料轴向拉伸变形的视频引伸计测量系统,对测量方法进行了说明。利用该系统对金属材料标准试件进行常温、静载试验,测量其应力-应变曲线,并与使用常规机械式引伸计测量得到的数据对比,验证了本文所提出的视频引伸计的测量性能。本文所提出的视频引伸计测量系统能够实现对材料轴向拉伸力学性能的非接触、在线、高精度测量。     

材料拉伸标线图像跟踪方法

在材料拉伸实验中,传统的基于接触式引伸计测量存在诸多不足。为了实现对材料拉伸变形的实时在线测量,研究了一种材料拉伸标线图像跟踪的非接触式测量方法。其测量原理是用相机成像跟踪材料试件上制作的标记线,根据标线区域灰度分布特征跟踪计算标线位置,实时跟踪测量两标线之间的变形位移。实验结果表明,标线图像跟踪方法完全可以应用到材料应变的实时测量。该方法具有良好的灵敏性、稳定性和抗干扰能力,并且测量速度能够达到每秒采集20帧图像,满足实时性的要求。     

一种提高引伸计标定仪校准范围的方法

本文根据引伸计标定仪的结构特点,在原有基础上提出了一种可以提高引伸计标定仪校准范围的方法,并通过测量数据和相应的不确定度分析对此方法进行了验证。该方法有效的解决了测量范围在25～50mm内引伸计校准的技术难题,为使用部门和计量校准部门提供了一种全新的校准方法。     

视频应变测量的目标精密边缘检测研究

针对传统机械式引伸计应变测量的局限性,提出了视频应变测量的目标精密边缘检测,具有非接触式、全场景、可视化好、智能性高以及应用广泛等优点。对一阶微分期望值和小波变换期望值两种亚像素边缘检测理论分析和试验测量验证,采用精度较高的小波变换期望值亚像素边缘检测并应用到视频应变测量中,试验在30帧/秒,满足一定的误差要求,具有较高的精度,实现了实际工程的应变动态测量。     

非接触式视频应变测量系统设计

在材料拉伸试验中,传统的机械式引伸计应变测量存在很多缺陷.文中从硬件搭建和软件算法编制两方面设计了非接触式视频应变测量系统.该系统以图像测量技术为基础,具有非接触式、全场景测量、可视化好、智能性高、应用广泛等诸多优点,实现了材料在加载过程应变的实时测量.测量技术应用亚像素边缘检测算法,系统应变测量结果具有较高精度.     

拉伸试验的同轴度分析

本文从试验时出现的力-变形曲线失真,引起对拉伸试验的同轴度进行分析。首先分析有可能引起此现象的四种因素,即试样材料、装夹随机影响、引伸计自身精度以及引伸计的装夹位置等因素;然后采取限制变量法来进行试验,排除无关因素;最后主要得出引伸计的装夹位置对力-变形曲线的影响,分析其根本原因是夹具装夹不能保证试样和试验机负载中心有很高的同轴度;由此提出两条相应的解决方案。     

引伸计的选择与应用

介绍了引伸计的分类,以及在材料力学性能测试过程中,分别针对塑料材料试样和金属材料试样,应用引伸计精确测定相关材料在特征应变条件下所对应的应变数据的方法与注意事项.根据引伸计的应用情况,分别从弹性变形范围的测试、弹塑性变形范围的测试和塑性变形范围的测试三个方面介绍了引伸计的选择依据.     

滑坡监测方法及新进展

本文首先介绍滑坡监测的常用方法及仪器,详细分析了倾斜仪、应变测量计、水压测量仪、翻斗式雨量器的原理。本文还介绍了当今世界上较先进的滑坡监测新技术,即TDR技术的起源与发展,阐述了TDR系统根据时域反射电缆的反射波进行滑坡监测的原理,并对比倾斜仪等传统监测仪器,论述了该系统的优点和不足,最后提出了一种新颖的监测思路,即将智能传感元件嵌入滑坡内部,模拟生物的感知系统,再辅之以通信技术和计算机网络,实现滑动监测的智能化。     

基于数字图像相关的光学引伸计应变测量精度研究

基于数字图像相关(DIC)方法的光学引伸计在应变测量领域有着广泛的应用。为了提高数字图像相关方法的测量精度,本文采用二维DIC与三维DIC的光学引伸计、基于双45°反射镜成像的二维光学引伸计以及电测法,对单轴拉伸试验中不锈钢试件的应变进行同时测量,比较分析了各个光学引伸计在测量轴向与横向应变方面的优劣以及误差产生的原因。实验结果表明:试件离面运动的存在大幅降低了普通二维光学引伸计的应变精度;基于双45°反射镜成像的二维光学引伸计可以有效消除离面刚体位移对测量结果的影响,其应变测量精度(尤其是横向应变精度)高于其他光学引伸计,且测量结果与电测法的测量结果高度吻合;三维DIC光学引伸计的横向应变精度明显不如轴向应变精度。     

Yield improvement planning for the recycle processes of test wafers

Test wafers are used to measure the process quality in semiconductor manufacturing. Test wafers are reusable by recycle cleaning and can be downgraded to the downstream processes. Most previous studies on test wafers aimed to reduce the use of test wafers by making appropriate operational decisions. Yet, the effective improvement of yield in the recycle process of test wafers is seldom explored. This paper formulates a decision problem and proposes two solution methods for selecting the yield improvement alternatives in the test wafer recycle processes. The decision problem is to determine the yield improvement target for each recycle process in order to minimize the use of test wafers, under a given budget for yield improvement. The two solution methods involve a genetic algorithm and a marginal allocation algorithm. The two methods yield very close solutions, but the marginal allocation method is better because it requires less computation time.     

The instrumental resolution of a moire extensometer in light of its recent automatisation

This paper assesses the instrumental resolution of a mechanical extensometer in light of its recent automatisation. The instrument takes advantage of the moire phenomenon of optical interference to measure angular rotation in two perpendicular planes and displacement in three dimensions. Our assessment systematically defines an analytical solution for the complete interpretation of a generic moire pattern and a set of mathematical approximations for the moire patterns used to measure rotation and displacement. The ultimate sensitivity of the automated instrument is determined on the basis of a generic least square differences fitting procedure while the instrumental resolution is defined on the basis of realistic, rather than optimal, scenarios: the resolution of the rotation measurements are in the order of 8.7 1 10⁻⁵ rad while the resolution of the displacement measurements are better than 5 μm. This assessment represents the first step towards a global numerical repository for processed data recorded by the automated extensometers.     

Solving topology optimization problems by the Guide-Weight method

Finding a good solution method for topology optimization problems is always paid attention to by the research field because they are subject to the large number of the design variables and to the complexity that occurs because the objective and constraint functions are usually implicit with respect to design variables. Guide-Weight method, proposed first by Chen in 1980s, was effectively and successfully used in antenna structures’ optimization. This paper makes some improvement to it so that it possesses the characteristics of both the optimality criteria methods and the mathematical programming methods. When the Guide-Weight method is applied into topology optimization, it works very well with unified and simple form, wide availability and fast convergence. The algorithm of the Guide-Weight method and the improvement on it are described; two formulations of topology optimization solved by the Guide-Weight method combining with SIMP method are presented; subsequently, three numerical examples are provided, and comparison of the Guide-Weight method with other methods is made.     

Mechanical cyclic behaviour of 316L welded joint

To take into account the reduced fatigue strength of welded joints, a reduction factor on the fatigue curves was introduced into the RCC-MR French nuclear design and construction code. To better assess this factor, a previous work on large plates showed that the mechanical behaviour of a welded assembly is influenced by the geometry of the weld and by the interaction of the different cyclic plastic behaviour of the two materials: base metal (BM) and weld metal (WM). A new program was performed consisting in tests on butt welded pipe connections (4 points bending), fatigue tests on uniaxial specimens (uniaxial tensile-compressive load) and finite elements calculations. The uniaxial fatigue tests have been carried out on specimens extracted form a butt welded pipe connection manly at 600 °C. Some tests have been carried out at ambient temperature and have permit to realise some ESPI measurements to have a better knowledge of the strain gradients at some stage of the fatigue tests. But the use of ESPI sensor requires some experimental conditions which are hardly adaptable to real fatigue test conditions. Nevertheless, by using concurrently some classic extensometers sensors, new observations can be done on the fatigue specimens behaviour.     

基于回弹的飞机蒙皮拉形模型面修模技术研究

回弹是飞机蒙皮成形中不可避免的现象,影响着零件的形状精度。通过模具型面补偿方法可以降低由回弹引起的形状误差。分析基于回弹补偿的飞机蒙皮拉形模具的修模过程,确定贴模度的计算和模具修模量的计算是修模过程中的关键技术。提出虚拟拉形中的贴模度定义以及计算贴模度的直接投影法和最近单元法,并分析这两种方法的特点,得出最近单元法优于直接投影法。同时,提出基于回弹补偿的虚拟修模计算公式,针对公式中贴模度映射到模具节点修模矢量的方法,提出一次投影法和二次投影法,并针对三类典型的蒙皮零件进行计算验证。结果表明,两种投影方法都是有效的,对最大贴模度的影响不大,但就多次修模的稳定性而言,二次投影法好于一次投影法。     

内压直管对称循环弯曲棘轮效应实验研究

利用多轴疲劳实验机及自行设计的准三点弯曲实验装置，对20钢直管在不同内压与不同循环弯曲载荷下进行棘轮应变测试。棘轮应变由应变计检测，直管径向变形由自行设计的径向位移引伸计检测。实验发现，内压直管在一定循环弯曲载荷作用下，将首先沿环向产生棘轮应变，随着载荷的增加，轴向也将产生棘轮应变，但较环向小。随着棘轮应变的产生，直管圆截面变为椭圆截面。无论是不同试件，还是同一试件的多载荷步实验，均发现相同内压下，循环弯曲载荷增大，棘轮应变速率增大；相同循环弯曲载荷下，内压增大，棘轮应变速率增大。多载荷步加载时，以往棘轮应变会降低应有的棘轮应变速率，尤其在较大的载荷下先发生棘轮应变后，这种影响十分明显。利用直管准三点弯曲实验装置，确定内压直管循环弯曲的棘轮边界。     

质量管理改进法在活塞杆加工质量管理中的应用

介绍了常用的质量改进方法和流程,使用其排列图和因果分析图两种方法对影响活塞杆质量的因素进行了分析和统计,提出了改进零件加工质量的方案。并针对质量缺陷进行了具体的分析,找出了产生质量问题的原因,提出了相应的改善措施及方法。     

滚动轴承振动测量方法新国标解析

通过对新国标和老行标进行比较,指出了新国标的先进性以及两者的主要不同之处,并根据轴承振动测量仪设计及应用的经验,指出了现有测振仪的不足之处及改进方法,同时提出了JB/T 5314—2002和JJF1185—2007的修订建议。