發(fā)布時(shí)間：2018-06-23 18:04

  本文選題：視覺測(cè)量 + 超塑性拉伸　； 參考：《吉林大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：超塑性拉伸試驗(yàn)一直以來是進(jìn)行超塑性研究的重要基礎(chǔ),是研究材料超塑性、測(cè)定材料參數(shù)和性能指標(biāo)等最普遍、最簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方法,也是進(jìn)一步揭示超塑性變形本質(zhì)與變形規(guī)律,連接超塑性微觀變形機(jī)制與宏觀變形規(guī)律的重要方法和途徑。在超塑性拉伸試驗(yàn)中,由于試樣是在高溫爐內(nèi)被拉伸,無法使用引伸計(jì)來測(cè)量其伸長(zhǎng)量ΔL,一般均將活動(dòng)橫梁的位移作為ΔL,并以此來計(jì)算應(yīng)力、應(yīng)變和應(yīng)變速率等力學(xué)參數(shù),這在均勻變形階段基本可滿足精度要求。但當(dāng)試樣進(jìn)入幾何失穩(wěn)而產(chǎn)生頸縮時(shí),試樣上各處的變形并不均勻,此時(shí)繼續(xù)用橫梁位移ΔL來推算力學(xué)參數(shù)將會(huì)產(chǎn)生較大的誤差。此外,橫梁位移并不能準(zhǔn)確反映ΔL,它把試樣上標(biāo)距以外部分的變形、夾具與試樣夾持部分可能產(chǎn)生的打滑、以及試驗(yàn)機(jī)力傳遞環(huán)節(jié)間可能存在的某些間隙等都包含其中,這對(duì)一些延伸率很小的材料在拉伸時(shí)將產(chǎn)生較大的誤差。因此,要獲得準(zhǔn)確的試驗(yàn)結(jié)果,就必須能夠精確測(cè)量試樣標(biāo)距范圍內(nèi)的變形,包括橫截面變化。此外,由于無法測(cè)量拉伸過程中試樣頸縮的產(chǎn)生與發(fā)展,對(duì)于超塑性拉伸失穩(wěn)尤其是斷裂的研究,一直是個(gè)難點(diǎn),未能有大的突破。因此本文設(shè)計(jì)一種適用于高溫超塑性拉伸試驗(yàn)大變形非接觸測(cè)量裝置和方法。其組成,工作原理,應(yīng)用和誤差分析如下:(1)該裝置由計(jì)算機(jī)、十字工作臺(tái)和立柱、兩臺(tái)性能相同的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、可調(diào)云臺(tái)、條形光源組成,其中立柱和條形光源垂直固定在十字工作臺(tái)臺(tái)面上,兩臺(tái)攝像機(jī)與可調(diào)云臺(tái)一體,安裝在立柱上,且攝像機(jī)間的距離可調(diào)。(2)基于上述裝置,運(yùn)用小孔成像原理進(jìn)行攝像機(jī)標(biāo)定和圖片拼接。應(yīng)用攝像機(jī)對(duì)拉伸試驗(yàn)過程進(jìn)行連續(xù)拍攝,同時(shí)應(yīng)用Halcon軟件對(duì)這些圖片進(jìn)行保存、提取、處理操作,最終輸出試樣輪廓坐標(biāo)進(jìn)而測(cè)算試樣縱向和橫向變形,頸縮產(chǎn)生、移動(dòng)和發(fā)展過程。(3)應(yīng)用上述方法對(duì)圓棒和板試樣在常溫拉伸實(shí)驗(yàn)過程中的形變進(jìn)行測(cè)量,計(jì)算出常溫頸縮位置和變化情況,測(cè)量精度較橫梁位移法有大幅度提升。(4)總結(jié)分析常溫實(shí)驗(yàn)中誤差產(chǎn)生的原因,結(jié)合高溫超塑性拉伸試驗(yàn)高溫和大變形特點(diǎn)針對(duì)系統(tǒng)誤差推導(dǎo)出修正公式,提出相應(yīng)的自標(biāo)定拼接方法;針對(duì)隨機(jī)誤差提出相應(yīng)的解決辦法。(5)提出網(wǎng)格化測(cè)量方法并針對(duì)棒料和板材推導(dǎo)出相應(yīng)的超塑性力學(xué)參數(shù)的求解公式。
[Abstract]:Superplastic tensile test has always been an important basis for superplasticity research. It is the most common and simple experimental method to study material superplasticity, measure material parameters and performance index, etc. It is also an important method and way to reveal the nature and law of superplastic deformation and to connect the microscopic deformation mechanism of superplastic deformation with the macroscopic deformation law. In the superplastic tensile test, because the specimen is drawn in a high temperature furnace, it is impossible to measure the elongation 螖 L by extensometer. Generally, the displacement of the moving beam is taken as 螖 L, and the mechanical parameters such as stress, strain and strain rate are calculated. This can basically meet the precision requirement in the uniform deformation stage. However, when the specimen is subjected to geometric instability and necking occurs, the deformation of the specimen is not uniform. In this case, the calculation of mechanical parameters by the displacement of the beam 螖 L will cause great errors. In addition, the displacement of cross beam can not accurately reflect 螖 L, it includes the deformation of the part outside the upper distance of the specimen, the possible slip of the clamping part between the fixture and the specimen, and some possible gaps between the force transfer link of the testing machine, etc. This will result in a large error in drawing for some materials with low elongation. Therefore, in order to obtain accurate test results, it is necessary to accurately measure the deformation within the range of sample spacing, including cross-section changes. In addition, it is difficult for the study of superplastic tensile instability, especially for fracture, because it is impossible to measure the occurrence and development of specimen necking in tensile process, and there is no great breakthrough. Therefore, a non-contact measuring device and method for large deformation in high temperature superplastic tensile test is designed in this paper. Its composition, working principle, application and error analysis are as follows: (1) the device consists of a computer, a cross table and a pillar, two digital cameras with the same performance, a adjustable cloud head and a strip light source. The upright column and the strip light source are perpendicular to the cross table, the two cameras are integrated with the adjustable cloud head and are mounted on the column, and the distance between the cameras is adjustable. (2) based on the above device, Camera calibration and image stitching are carried out by using the principle of pinhole imaging. The video camera is used to continuously shoot the tensile test process. At the same time, Halcon software is used to store, extract, process and operate the images. Finally, the contour coordinates of the sample are output, and then the longitudinal and transverse deformation of the specimen is measured and the necking is produced. (3) the deformation of round rod and plate specimen during tensile test at room temperature was measured by using the above method, and the necking position and change at room temperature were calculated. The accuracy of measurement is much higher than that of beam displacement method. (4) the causes of errors in room temperature experiment are summarized and the correction formula is deduced according to the characteristics of high temperature superplastic tensile test and large deformation. The corresponding self-calibration splicing method and the corresponding solution to the random error are proposed. (5) the gridding measurement method and the corresponding formula for solving the superplastic mechanical parameters are derived for the bar and sheet metal.
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TB302.3

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本文編號(hào)：2057955