[發明專利]一種金屬板材沖壓接頭力學性能試驗裂紋自動識別方法

有效

• 申請號: 201310565380.9
• 申請日: 2013-11-14
• 公開（公告）號: CN103593668B
• 公開（公告）日: 2017-02-08
• 發明（設計）人: 曾凱;何曉聰;鄧成江;楊慧艷;周森;邢保英;許競楠;劉恩;王玉琦;丁燕芳
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: G06K9/46
• 分類號: G06K9/46
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種金屬板材沖壓接頭力學性能試驗裂紋自動識別方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟一：沖壓接頭試件的制備；

加工長為100~200?mm、寬為30~80?mm、厚為1~5?mm的兩塊大小相同的金屬板材，沿所述兩塊板長方向搭接，搭接尺寸為20~50?mm且保證板材通過寬方向的中心線對齊，利用沖壓連接設備在所述兩塊金屬板材間形成沖壓接頭；利用電火花線切割設備沿沖壓接頭長方向的兩邊且通過沖壓接頭中心軸做縱向剖切，去除沖壓接頭兩邊的剖切材料，保留剖切后的沖壓接頭的中間材料，并對剖切后的沖壓接頭的剖切面進行打磨和清洗，作為力學性能試驗的沖壓接頭試件；

步驟二：沖壓接頭試件的安裝；

將步驟一中提及的沖壓接頭試件長方向的兩端裝夾于材料力學性能試驗機上；

步驟三：圖像采集系統的安裝；

將電子顯微鏡與計算機相連，并將所述電子顯微鏡的鏡頭對準沖壓接頭裂紋待識別區；

步驟四：沖壓接頭試件的力學性能試驗；

對沖壓試件加載一定大小的載荷力；

步驟五：圖像采集系統連續采集裂紋待識別區的圖像；

步驟六：將步驟五提及的實時監測圖像發送至計算機圖像分析處理系統，進行裂紋形態的自動識別。

2.根據權利要求1所述的金屬板材沖壓接頭力學性能試驗裂紋自動識別方法，其特征在于：所述步驟六中的裂紋形態的自動識別包括如下步驟：

步驟A：對實時采集到的單幅圖像進行圖像格式轉換，將原始圖像轉換為灰度圖；

步驟B：在轉換后的灰度圖上，沿著垂直于沖壓接頭拉伸過程中的開裂方向取m條路徑，m為奇數，其數值需大于等于3，并提取各條路徑上圖像像素值，得到m條路徑上的圖像像素值序列f_i(x_j)，其中i表示所選取的路徑號，j代表著沿路徑方向的像素序列號；

步驟C：設定所述沖壓接頭形成裂紋時對應的圖像像素灰度閾值為a，a為整數；

步驟D：對路徑上的圖像像素值序列f_i(x_j)進行像素點灰度閾值分割，即：

若圖像像素值f_i(x_j)≥a，則，將圖像像素值f_i(x_j)設定為所述圖像灰度值范圍內的最大值；

若f_i(x_j)<a，則，保持圖像像素值f_i(x_j)數值不變；

步驟E：分別統計所述m條路徑中各單條路徑中的圖像像素值f_i(x_j)＜a的個數N_i；

步驟F：設定識別裂紋出現的像素點個數的閾值為b，b為整數，并分別判斷各條路徑中裂紋出現的邏輯值P_i，其中i表示所取的路徑號，判斷規則為：

若在所述m條路徑中的各單條路徑中，N_i≥b，則，設定P_i邏輯值為“1”；

若在所述m條路徑中的各單條路徑中，N_i<b，則，設定P_i邏輯值為“0”；

步驟G：對所述m條路徑中的各單條路徑中裂紋出現的邏輯值為P_i求和，即：?；

步驟H：判斷沖壓接頭試件力學性能試驗過程中的裂紋的出現；

若，則判定沖壓接頭試件出現裂紋；

若，則判定沖壓接頭試件無裂紋出現。

3.根據權利要求2所述的金屬板材沖壓接頭力學性能試驗裂紋自動識別方法，其特征在于還包括對識別出的裂紋寬度進行計算的步驟，具體內容如下：

（1）、用測量工具量取沖壓接頭某一特定部位的結構尺寸值；

（2）、經圖像分析獲取步驟I中所述對應于結構尺寸值的圖像像素值；

（3）、將結構尺寸值與對應于結構尺寸值的圖像像素值相比，得到比值k；

（4）、提取步驟E中所述的N_i值，統計m條路徑中的N_i值總合，并乘以比值k、除以m，即，，其結果代表裂紋的平均寬度。