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.     

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。     

金属拉伸试验中基于刻线的非接触实时应变测量

在金属材料单向拉伸试验中,利用直线拟合技术,摒弃了亚像素检测方法,建立了基于刻线的非接触实时应变检测系统,实现了金属材料在加载过程中长度方向相对应变的实时测量。试验结果表明,该测量方法能够取代目前使用引伸计的方法,其测量精度已达到实际应用的要求。     

自制全过程拉伸试验引伸计及σ_(0.2)、U_q的测试

介绍了自制全过程拉伸试验引伸计的结构原理,并用这种引伸计对材料的条件屈服强度、拉伸韧性进行了试验研究,从而论证了自制全过程拉伸试验引伸计具有广泛、普遍应用的价值。     

视频引伸计中Harris角点算法的改进

针对视频引伸计拉伸测试试验过程中的凸肩顶点定位难题,研究Harris角点检测及其改进的提取方法。通过理论分析与试验研究,说明改进的Harris算法较原算法在引伸计视频图像处理中,检测的角点分布更均匀,可有效地避免角点簇拥现象。为验证和改进算法的稳定性,对采集到的试件图片进行旋转和亮度变化,计算出平均角点重复率,证实改进的Harris算法能满足视频引伸计拉伸测试对动态跟踪测量的要求。     

断裂总延伸率计算的试验研究

断裂总延伸率是金属材料拉伸试验标准中一项基本的计算项目。如果全程使用引伸计做试验,那么计算很简单,结果不会有异议;但是,如果采用通常的做法,即在试样受到最大力之前取下引伸计,使用变形读数和位移读数混合计算,则结果很难让人满意。本文经验证,采用手工输入与自动计算相结合的方式解决了这个问题。     

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。     

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。     

一种非接触的实时嵌入式微位移测量系统研究

基于数字散斑图像,设计了一种可用于非接触引伸计领域的嵌入式微位移测量系统。根据在线、实时、连续测量的要求,本文选择数字散斑图像作为分析对象,运用最小均方差算法和嵌入式系统设计了微位移测量系统。详细论述了测量系统的结构组成、测量原理以及软件设计方法,并对测量系统的性能进行了试验验证。试验结果表明,该测量系统的性能优于2级引伸计的性能,通过补偿可满足0.5级引伸计的性能要求,即在非接触引伸计领域应用基于数字散斑图像设计微位移测量系统是可行的、有效的。     

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.     

机械式拉力试验机控制部分的研究分析

介绍了拉力试验机的系统构成,改造设计数据采集装置和测量控制系统。试验表明,在负荷测量中,系统使用应变电桥传感器,采集的信号线性好、分辨率高、响应快;在变形测量中,使用传统的电子引伸计,噪音小、增益高、抗干扰能力强;在位移测量中,使用新型的光电编码器,结构轻巧,测量可靠,可以测量试样夹具位移的全过程;在电气控制中,使用三洋电机伺服驱动器,速度范围大,稳定度高。     

数字图像相关法测量金属薄板焊接的全场变形

提出了一种基于数字图像相关法和双目视觉技术的全场三维变形测量方法来测量金属薄板焊接过程中的高温变形.首先,提出一种基于种子点的高精度图像匹配算法求解相关匹配非线性优化初值.然后,介绍了三维坐标重建以及三维位移、三维应变的求解算法.最后,借助于VC+ +6.0开发环境,研制了用于薄板焊接全场变形测量的实验系统.为验证本文方法在材料力学性能实验方面的可行性,利用标准材料试验机和自主研制的图像采集装置设计了钢试件的标准拉伸实验,并采用Q235板材件进行了焊接变形测量实验.实验表明:本文方法的应变测量精度为0.5％,与引伸计的测量结果基本相当;与传统的测量方法相比,提出的方法可以更全面、更直观地测量金属薄板在整个焊接过程中的三维移和应变场,并且测得的3个方向的位移变化曲线过渡自然、数据合理,是研究焊接变形规律的有效手段.     

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。     

恒应变速率拉伸试验机的控制系统

根据试样初始标距长度、试验机横梁移动速度、试样真实恒应变速率和时间的理论关系式,设计了改进的控制系统。在不破坏原机功能的前提下,只要将其以适当方式插入的控制系统,就能实现恒变速率拉伸试验。比较了国内外电子万能试验机的恒变变速率拉伸试验功能,论证恒应变速率对研究超塑性的重要性,并旨出所设计的改进控制系统完全能满足超塑性变形的精度要求。     

Test verification of an extensometer for deformation measurement of high temperature straight pipes

In order to measure deformations of high temperature pipes, an extensometer is designed and verified by experiments. Firstly, the structure and working principle of the extensometer are described. Then experiments both in the laboratory and on site are carried out to prove stability and accuracy of the extensometer. Results from experiments are compared with the calibrating values, and they are in good agreement. The operating condition of the main steam pipe is evaluated by the on-site test. Conclusions can be drawn that the designed extensometer has reliable stability and high accuracy and can be used for measuring deformations of high temperature pipes in power plants.     

引伸计与变形测量范围

从引伸计的结构、标距和测量范围、标称量程与输出灵敏度、示值的绝对误差和应变误差等几个方面论述电子万能试验机引伸计的正确配置。从材料力学性能测试所需的变形量、引伸计系统实际检定结果论述电子万能试验机有效变形测量的确定，从而指出了试验机行业内普遍存在的一个认识误区。     

UBM STUDY ON DOUBLE-DIE IRONING PROCESS

ＵＢＭＳＴＵＤＹＯＮＤＯＵＢＬＥ－ＤＩＥＩＲＯＮＩＮＧＰＲＯＣＥＳＳＵＢＭＳＴＵＤＹＯＮＤＯＵＢＬＥ－ＤＩＥＩＲＯＮＩＮＧＰＲＯＣＥＳＳＷａｎｇＬｉａｎｓｈｅｎｇ；ＤｏｎｇＬｉａｎｇ；ＤｏｎｇＳｈｉｓｈｅｎｇＴａｉｙｕａｎＨｅａｖｙＭａｃｈｉｎｅｒｙ...