[发明专利]基于影像的板料变形测量处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光力学图像分析领域中工程结构与材料变形的测量技 术。

背景技术

板料的网格应变测量是研究板料成形性能的重要方法，早在上个世纪60 年代美国等国研究板料成形的科学家就开始将其应用到实践中。对于普通的 单向拉伸试验可以用位移传感器测量、计算板料的变形和应变。但是对于局 部的应变，以及大型板料发生塑性变形后各个部分的应变测量，普通的方法 则无能为力。

对于此类方法进行测量只能用坐标网格法，即预先在没有发生塑性变形 的板料上面印制长度已知的网格，在板料变形后通过测量网格的变形来分析 板料各处的应变大小。最初的研究主要是采用软尺或者普通尺子进行测量， 由于变形后表面的网格尺寸只有2-5毫米，测量精度要求较高，这些方法测 量得到的误差较大，后来又发展出工具显微镜，一直沿用至今。工具显微镜 将测量区域放大，可以相对精确地测量，但是对于曲面地测量，难以非常精 确，并且每次只能测量一个网格，测量效率低，劳动强度大。

最近几年基于计算机视觉技术的全自动网格测量系统先后在一些发达 国家被开发出来，比如美国的ASAME软件。这些测量系统测量精确，效率较 高。但是价格非常昂贵，并且没有针对我国国家标准进行优化，对于普通的 学校和一般的科研单位来说尚缺乏购买能力，所以无法得到普遍应用。国内 也开发出一些工程结构与材料变形测量技术(中国专利，申请 号03128736.0，公开号CN 1458528A)，而这类影像测量装置并不适用于实 验室条件下的板料成形性能试验的应变测量，不能满足时间序列测量的要 求，后期处理也不能套用相应的国内、国际标准。

发明内容

本发明目的是利用较低成本提供一套集成化的板料成形实验数据采集、 处理、显示、保存并输出的方法，使实验者可以连续标准化地进行板料成形 方面的实验工作，得出具有说服力的实验结果，方便地进行一系列实验的比 较分析，并生成可被有限元分析或其它软件调用的文件。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

本发明基于影像的板料变形测量处理方法，采用多轴旋转与升降结构、 CCD摄像及光学镜头和图像与数据处理计算机，其中CCD摄像及光学镜头设 置于多轴旋转与升降结构上，CCD摄像及光学镜头的数据输出端接图像与数 据处理计算机的数据输入端，其特征在于所述测量处理方法包括以下步骤：

第一步：在板料表面印制符合国标GB/T 15825.8--1995或ISO12004 标准的网格；

第二步：由CCD摄像及光学镜头拍摄板料在变形前、后的图像并存入图 像与数据处理计算机；

第三步：采用图像与数据处理计算机(3)比对板料在变形前、后表面 网格形貌即第二步所述数据文件并进行标定后，还原板料表面的真实尺寸信 息并形成数据文件：

a)胀形试验

将第三步所述数据文件按照国标GB/T 15825.8--1995或ISO12004 标准对变形后板料表面真实尺寸信息进行拟合处理得到符合标准的成形 极限图；

b)拉伸实验

采用图像与数据处理计算机(3)将第三步所述数据文件经过回归计 算处理得到图像数据的参数信息；

第四步：将第三步a)、b)所述的成形极限图和图像数据的参数信息存入 数据库中，保存为标准数据文件。

本发明的有益效果：

1、相对于工程结构与材料变形测量技术，本专利可以进行更全面的 数据处理，应变测量更为科学。

2、本发明可以在拉伸实验过程中，实现动态非接触式测量，从而得 到板料变形的时间序列数据，绘制板料各点的变形路径，了解各实验 参数对实验结果的影响。

3、本发明在很大程度上实现了标准化，自动化作业，减少了人为、 主观因素的影响，提高了实验结果的可比性。

4、本发明可以对材料多方面的性能进行储存，分析，便于从各方面 对备选板料进行筛选，从而对选材具有很高的指导意义。

附图说明

图1是本发明的计算程序流程图；

图2是本发明结构示意图；

图3三角形变形示意图。(变形前三角形(a)、变形后三角形(b))；