[發明專利]一種基于數字圖像相關法的真應力-真應變曲線測試計算方法

在審

• 申請號: 202110069989.1
• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN112927185A
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 高雄雄;楊坤;王磊;王俊;陳宏遠;何小東
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團有限公司;中國石油天然氣集團公司管材研究所
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/13;G06T7/60;G06T7/62;G01N3/08;G01N3/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 朱海臨

1.一種基于數字圖像相關法的真應力-真應變曲線測試計算方法，其特征在于，包括以下步驟，

步驟1，測量拉伸試樣初始截面S₀和初始標距長度l₀，并在待測試樣上進行散斑制作；

步驟2，將散斑制作后的拉伸試樣放在拉伸機上進行拉伸試驗，并拍攝拉伸試驗過程中試樣的圖像，實時追蹤圓棒試樣截面變化；

步驟3，根據獲得的圖像追蹤到試樣在某一時刻t的最小截面位置，并確定該位置處的截面輪廓，通過采集最小截面輪廓多個點的坐標，擬合出拉伸時刻最小截面的輪廓曲線為橢圓，計算出拉伸時刻t對應的最小截面面積；

步驟4，結合在當前時刻t的拉伸機外加載荷，計算得到在該時刻t的真實應力和真實應變；

步驟5，重復步驟3和4，求取整個試驗過程中拉伸試樣的真實應力和真實應變，并連接多個真實應力和真實應變形成試樣的真應力-真應變曲線。

2.根據權利要求1所述的一種基于數字圖像相關法的真應力-真應變曲線測試計算方法，其特征在于，步驟1中，所述初始截面S₀是采用游標卡尺測量待測試樣直徑并計算得到。

3.根據權利要求1所述的一種基于數字圖像相關法的真應力-真應變曲線測試計算方法，其特征在于，步驟1中，在拉伸實驗前，先在待測試樣的表面噴涂一層白色漆作為底色鋪墊，待白漆干后再噴灑黑漆，使其在白色襯底上形成均勻分布的黑色斑點，形成散斑。

4.根據權利要求1所述的一種基于數字圖像相關法的真應力-真應變曲線測試計算方法，其特征在于，所述散斑直徑尺寸為0.1～0.5mm。

5.根據權利要求1所述的一種基于數字圖像相關法的真應力-真應變曲線測試計算方法，其特征在于，所述拉伸過程中最小截面面積的擬合公式為橢圓方程。

6.根據權利要求1所述的一種基于數字圖像相關法的真應力-真應變曲線測試計算方法，其特征在于，基于DIC設備建立坐標系用以記錄拉伸試樣的坐標，步驟3中，對某一時刻t的相片，追蹤到圓棒試樣最小截面位置，并確定該位置處的截面輪廓，采集此時截面輪廓上樣本點的坐標(x，y，z)；

根據t時刻截線上樣本點的坐標代入橢圓方程：

Ax²+Bxy+Cy²+Dx+Ey+1＝0

進行計算，獲得方程中參數A、B、C、D、E的數值，從而確定該時刻的最小截面輪廓并計算獲得該時刻最小截面面積S′，

S′＝πab

式中，(X_c，Y_c)為最小截面橢圓中心的x，y坐標；a為橢圓的長軸；b為橢圓的短軸；S′表示頸縮位置任一時刻橫截面積。

7.根據權利要求1所述的一種基于數字圖像相關法的真應力-真應變曲線測試計算方法，其特征在于，步驟4中，所述真應力公式為：

式中，σ_T為真應力；F為外加載荷；S′表示頸縮位置任一時刻橫截面積。

8.根據權利要求1所述的一種基于數字圖像相關法的真應力-真應變曲線測試計算方法，其特征在于，步驟4中，所述真應變公式為：

式中，ε_T為真應變；l₀′表示頸縮位置微元初始長度；l′表示頸縮位置微元任一時刻長度；S₀′表示頸縮位置的初始截面積；S′表示頸縮位置任一時刻橫截面積。