[實用新型]基于DIC技術的汽車薄板FLC曲線測定裝置

有效

• 申請號: 201420301538.1
• 申請日: 2014-06-09
• 公開（公告）號: CN203929533U
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發明（設計）人: 徐鑫;劉仁東;林利;丁庶煒;王旭;陸曉鋒;郭金宇;王科強;韓斌;董毅
• 申請（專利權）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: G01N3/28
• 分類號: G01N3/28
• 代理公司: 鞍山華惠專利事務所 21213
• 代理人: 趙長芳

技術領域

本實用新型屬于汽車板成形性能檢驗領域，尤其涉及一種基于DIC技術的汽車薄板FLC曲線測定裝置。

背景技術

FLC曲線(Forming Limited Curve，成形極限曲線)是評定薄板成形性能最直觀和有效的方法，在汽車板沖壓成形中使用十分廣泛。FLC曲線的理論研究對于揭示板料成形過程中的實效原因、實效規律和精度求解工程問題等方面具有重要意義。

針對FLC曲線的實驗、理論和數值分析一直是國內外眾多學者研究的熱點。經過廣泛的方法研究，通過脹形試驗方法獲得的FLC曲線的方式被認可。在脹形實驗過程中，為得到盡可能多的與實際生產過程中相對應的變形狀態，不同形狀的試樣被沖壓直至出現頸縮并斷裂，采用傳統的網格法(CGA，Circle Grid Analysis)或數字圖像相關技術(DIC，Digital Image Correlation)測量試件表面斷裂口附近的主應變值，最后將各個試件的主應變值點繪制成關于主-次應變的坐標系，即繪制出FLC曲線。

傳統的網格法(CGA技術)或者數字圖像相關技術(DIC技術)由于只能在實驗結束后對變形試件進行測量來得到應變值，并不能對實驗過程(試件頸縮至破裂)進行具體跟蹤，因此實驗數據的精度低；由于受到光線及鋼板表面質量的影響，經常需要重復試驗，浪費了大量的人力物力資源。同時，由于實驗工作的經驗與手法因人而異，同樣造成該方法在應變值的測量精度、準度方面存在著一定的誤差，實驗成本也比較高。

發明內容

本實用新型旨在提供一種能夠實現對試件表面網格的形變進行連續獲取，并能對試件頸縮至破裂的過程進行研究分析，省時省力，并可提高測量精度的基于DIC技術的汽車薄板FLC曲線測定的裝置。

為此，本實用新型所采取的解決方案是：

一種基于DIC技術的汽車薄板FLC曲線測定裝置，包括材料試驗機，其特征在于，增設攝像機、計算機及脹形試驗裝置；脹形試驗裝置包括上底座、凹模、壓邊圈、下底座及沖頭；凹模與壓邊圈均是由底板和圓柱臺組成的“凸”形，圓柱臺通過螺栓連接在矩形底板上，圓柱臺中間帶有沖孔，底板前后邊沿上開有卡槽；凹模圓柱臺上設有定位孔，壓邊圈圓柱臺上表面與凹模定位孔對應位置上設有定位銷；圓柱形沖頭的上端帶有半球形壓頭；上底座通過螺栓固定于材料試驗機上端安裝平臺上，凹模通過螺栓連接在上底座下面，壓邊圈安裝在下底座上面，下底座通過螺栓固定于材料試驗機升降平臺上，沖頭安裝在材料試驗機下面的液壓缸上；攝像機與計算機連接。

所述攝像機為帶有4個攝像頭的高速攝像機。

所述凹模下表面與壓邊圈上表面即兩者對應面的沖孔邊沿均帶有一圈凸臺。

本實用新型汽車薄板FLC曲線的測定過程為：

1、準備一組20～180mm不同寬度的汽車薄板試樣，試樣中心部位寬度小，周圍壓邊部分寬度大，邊部過渡圓滑，并在試樣上表面印制邊長為2mm的網格，試樣下表面粘貼一塊厚度為3～4mm的圓形硅膠墊。

2、將試樣放置在壓邊圈上面，啟動材料試驗機提升升降平臺，將壓邊圈與凹模閉合，使壓邊圈定位銷插入在凹模定位孔內，并將試樣夾緊在凹模和壓邊圈之間。

3、將連接好的攝像機和計算機放置在材料試驗機的上方，使攝像機鏡頭對準凹模沖孔，并調整好攝像機的光圈和角度。

4、啟動材料試驗機液壓缸，使沖頭緩慢上升，沖頭上端半球形壓頭對試樣進行沖壓拉伸，直至試樣出現裂紋為止，攝像機拍下整個試樣和網格形變過程，并將整個圖像傳輸給計算機。

5、計算機采用數字圖像相關技術即DIC軟件對整個變形過程中試樣的表面應變圖像進行處理，并計算出試樣的極限應變值。

6、更換不同寬度的試樣，重復進行步驟2～5，直至得到該組所有試樣的極限應變值。

7、根據計算機軟件計算出的不同寬度試樣的應變變化云圖，將各極限應變值點連接成線，即繪制出該組汽車薄板的FLC曲線。

本實用新型的有益效果為：

本實用新型簡單實用，便于操作，省時省力，并可極大提高測量精度，將數字圖像相關技術(DIC技術)應用于網格的應變測量，避免了傳統脹形實驗裝置中標定塊的使用，便于對頸縮現象進行觀察和研究。

附圖說明

圖1是汽車薄板FLC曲線測定裝置結構示意圖；

圖2是凹模主視圖；

圖3是壓邊圈立體圖；

圖4是沖頭主視圖。