[发明专利]一种金属板材冲压接头力学性能试验裂纹自动识别方法

摘要

本发明涉及一种金属板材冲压接头力学性能试验裂纹自动识别方法，其主要步骤包括拍摄冲压接头形变区域图像，针对所拍摄的图像，沿着垂直于冲压接头拉伸时材料截面开裂方向取多条路径，通过计算像素灰度值大于设定阈值的像素的个数来识别冲压接头的裂纹。该方法能够实现冲压接头力学拉伸试验过程中裂纹实时自动识别；图像分析处理算法简单，运算和处理速度高；与传统的利用引伸计或应变片进行裂纹扩展监测的方法相比，具有非接触检测，运行安全可靠等优点。

主权项

一种金属板材冲压接头力学性能试验裂纹自动识别方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一：冲压接头试件的制备；加工长为100～200mm、宽为30～80mm、厚为1～5mm的两块大小相同的金属板材，沿所述两块板长方向搭接，搭接尺寸为20～50mm且保证板材通过宽方向的中心线对齐，利用冲压连接设备在所述两块金属板材间形成冲压接头；利用电火花线切割设备沿冲压接头长方向的两边且通过冲压接头中心轴做纵向剖切，去除冲压接头两边的剖切材料，保留剖切后的冲压接头的中间材料，并对剖切后的冲压接头的剖切面进行打磨和清洗，作为力学性能试验的冲压接头试件；步骤二：冲压接头试件的安装；将步骤一中提及的冲压接头试件长方向的两端装夹于材料力学性能试验机上；步骤三：图像采集系统的安装；将电子显微镜与计算机相连，并将所述电子显微镜的镜头对准冲压接头裂纹待识别区；步骤四：冲压接头试件的力学性能试验；对冲压试件加载一定大小的载荷力；步骤五：图像采集系统连续采集裂纹待识别区的图像；步骤六：将步骤五提及的裂纹待识别区的图像发送至计算机图像分析处理系统，进行裂纹形态的自动识别；所述步骤六中的裂纹形态的自动识别包括如下步骤：步骤A：对实时采集到的单幅图像进行图像格式转换，将原始图像转换为灰度图；步骤B：在转换后的灰度图上，沿着垂直于冲压接头拉伸过程中的开裂方向取m条路径，m为奇数，其数值需大于等于3，并提取各条路径上图像像素值，得到m条路径上的图像像素值序列fi(xj)，其中i表示所选取的路径号，xj代表着沿路径方向的像素序列号；步骤C：设定所述冲压接头形成裂纹时对应的图像像素灰度阈值为a，a为整数；步骤D：对路径上的图像像素值序列fi(xj)进行像素点灰度阈值分割，即：若图像像素值fi(xj)≥a，则，将图像像素值fi(xj)设定为所述图像灰度值范围内的最大值；若fi(xj)<a，则，保持图像像素值fi(xj)数值不变；步骤E：分别统计所述m条路径中各单条路径中的图像像素值fi(xj)＜a的个数Ni；步骤F：设定识别裂纹出现的像素点个数的阈值为b，b为整数，并分别判断各条路径中裂纹出现的逻辑值Pi，其中i表示所取的路径号，判断规则为：若在所述m条路径中的各单条路径中，Ni≥b，则，设定Pi逻辑值为“1”；若在所述m条路径中的各单条路径中，Ni<b，则，设定Pi逻辑值为“0”；步骤G：对所述m条路径中的各单条路径中裂纹出现的逻辑值为Pi求和，即：步骤H：判断冲压接头试件力学性能试验过程中的裂纹的出现；若则判定冲压接头试件出现裂纹；若则判定冲压接头试件无裂纹出现。