[发明专利]基于光学非接触式的板料成形极限的测量方法

权利要求书

1.一种基于光学非接触式的板料成形极限的测量方法，其特征在于：包括如下步骤：

1）试样准备：将板料毛坯切割成符合标准要求的尺寸及几何形状的试样，为减小压边圈处的应力集中，将小尺寸试样设计成中部稍窄的哑铃状，有效成形区域为由中心向两侧均匀过渡的弧形，并将大尺寸试样设计为矩形；

2）网格印制：用有机溶剂清洗干净试样表面，并采用电解液腐蚀法在所需要测量的试样表面印制圆形网格，网格为直径1mm的实心圆点，且圆形网格的圆心距为2mm；

3）胀形试验：在成形试验机上进行凸模胀形实验，为减小摩擦，在试样和冲头之间放置硅胶垫，将试样的网格面背向冲头，利用成形试验设备产生的压边力压紧试样材料的边部，在冲头的作用下试样中部发生胀形形变，胀形至试样发生颈缩或者开裂时，停止实验；

4）标定摄像头：使用多个标定点确定测量过程中的三维空间坐标系；在光学测量过程中，改变摄像头的位置，从多个角度记录试样表面的图像信息，并保证试样上所有实心圆点都被摄像头记录通过摄像头获取变形后试样上的所有的实心圆点的相对位置；

5）网格应变处理：将记录的试样图像信息导入到专用的处理软件中，二维影像图被处理成三维立体图像，并由软件将临近的实心圆点连接为四边形网格，通过图像匹配的方法对比分析变形前后各实心圆点的空间位置差异，并根据网格边长的变化自动计算断裂临界区的主次应变；

6）建立成形极限按图：e₁为工程主应变，e₂为工程次应变，d₁为临界网格圆长轴直径，d₂为临界网格圆短轴直径，d₀为网格圆初始直径；应变测量计算原理如下公式：

e₁=( d₁-d₀)/d₀×100(%) (1)

e₂=( d₂-d₀)/d₀×100(%) (2)

以工程主应变e₁为纵坐标，工程次应变e₂为横坐标，建立应变坐标系；将求得的极限应变点拟合成适当的曲线或构成条带形区域，以建立板料的的成形极限图。

2.根据权利要求1所述的基于光学非接触式的板料成形极限的测量方法，其特征在于：步骤中1）所述的试样准备要求试样表面平整、边缘无裂纹，厚度在0.3~3mm，应至少准备5种不同尺寸的试样，且每种类型的试样不少于3个。

3.根据权利要求1所述的基于光学非接触式的板料成形极限的测量方法，其特征在于：步骤中2）所述的试样表面圆形网格制备清晰完整且制备范围大于所测量变形区域。

4.根据权利要求1所述的基于光学非接触式的板料成形极限的测量方法，其特征在于：步骤中3）所述的胀形实验在室温下进行成形，或者对试件高温加热后进行高温胀形。

5.根据权利要求1所述的基于光学非接触式的板料成形极限的测量方法，其特征在于：采用的润滑物质为聚乙烯薄膜、硅胶垫或润滑油；有机溶剂为工业酒精或丙酮。