本文選題：視覺測量 + 超塑性拉伸�。� 參考：《吉林大學》2017年碩士論文

【摘要】：超塑性拉伸試驗一直以來是進行超塑性研究的重要基礎,是研究材料超塑性、測定材料參數(shù)和性能指標等最普遍、最簡單的實驗方法,也是進一步揭示超塑性變形本質與變形規(guī)律,連接超塑性微觀變形機制與宏觀變形規(guī)律的重要方法和途徑。在超塑性拉伸試驗中,由于試樣是在高溫爐內被拉伸,無法使用引伸計來測量其伸長量ΔL,一般均將活動橫梁的位移作為ΔL,并以此來計算應力、應變和應變速率等力學參數(shù),這在均勻變形階段基本可滿足精度要求。但當試樣進入幾何失穩(wěn)而產(chǎn)生頸縮時,試樣上各處的變形并不均勻,此時繼續(xù)用橫梁位移ΔL來推算力學參數(shù)將會產(chǎn)生較大的誤差。此外,橫梁位移并不能準確反映ΔL,它把試樣上標距以外部分的變形、夾具與試樣夾持部分可能產(chǎn)生的打滑、以及試驗機力傳遞環(huán)節(jié)間可能存在的某些間隙等都包含其中,這對一些延伸率很小的材料在拉伸時將產(chǎn)生較大的誤差。因此,要獲得準確的試驗結果,就必須能夠精確測量試樣標距范圍內的變形,包括橫截面變化。此外,由于無法測量拉伸過程中試樣頸縮的產(chǎn)生與發(fā)展,對于超塑性拉伸失穩(wěn)尤其是斷裂的研究,一直是個難點,未能有大的突破。因此本文設計一種適用于高溫超塑性拉伸試驗大變形非接觸測量裝置和方法。其組成,工作原理,應用和誤差分析如下:(1)該裝置由計算機、十字工作臺和立柱、兩臺性能相同的數(shù)字攝像機、可調云臺、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臺面上,兩臺攝像機與可調云臺一體,安裝在立柱上,且攝像機間的距離可調。(2)基于上述裝置,運用小孔成像原理進行攝像機標定和圖片拼接。應用攝像機對拉伸試驗過程進行連續(xù)拍攝,同時應用Halcon軟件對這些圖片進行保存、提取、處理操作,最終輸出試樣輪廓坐標進而測算試樣縱向和橫向變形,頸縮產(chǎn)生、移動和發(fā)展過程。(3)應用上述方法對圓棒和板試樣在常溫拉伸實驗過程中的形變進行測量,計算出常溫頸縮位置和變化情況,測量精度較橫梁位移法有大幅度提升。(4)總結分析常溫實驗中誤差產(chǎn)生的原因,結合高溫超塑性拉伸試驗高溫和大變形特點針對系統(tǒng)誤差推導出修正公式,提出相應的自標定拼接方法;針對隨機誤差提出相應的解決辦法。(5)提出網(wǎng)格化測量方法并針對棒料和板材推導出相應的超塑性力學參數(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.
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TB302.3

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本文編號：2057955