汽车后地板拉延件成形裕度提升及参数优化研究

目的提升拉延工艺处理后汽车后地板零件的成形裕度,优化成形参数。方法首先,设置初始拉延工艺参数:压边力为807kN、摩擦因数为0.135、压边圈行程为205mm、成形力为3572kN,基于Autoform软件对后地板的拉延工艺进行数值模拟。其次,利用全场网格应变测量技术对试冲件进行全场测量,获得全场成形裕度云图、成形极限图、减薄云图。最后,调节压边力与拉延筋深度及圆角半径,优化拉延工艺的成形参数。结果通过模拟获得了零件的潜在风险区域位置,零件的最大减薄率为24.10%、全场成形裕度均小于10%;测量结果表明,最大成形裕度为-9.29%。对风险区域进行模具圆角抛光后,最大成形裕度达到-10.65%。通过综合分析测量结果与模拟结果可知,采用压边力为782kN、B处拉延筋圆角半径为4.5mm、拉延筋深度为4.5 mm等成形参数,试冲得到的零件无开裂和起皱缺陷,成形裕度最大值为-14.33%,满足大规模生产需要。结论利用数值模拟结合全场网格应变测量技术指导修模作业并优化工艺参数,可以有效提升模具的调试效率。

基于立体视觉的坐标网格分析法

坐标网格分析法作为一种物理模拟技术 ,已在金属塑性成形的生产中被广泛应用 ,但传统的手工测量方法存在工作量大和精度低的缺点。该文针对板料成形中常用的三维圆形坐标网格系统 ,提出一种新的基于图像处理和立体视觉技术的网格应变自动测量分析方法 ,并开发了相应软件 ,成功地测绘出变形工件的应变等值线图和板料成形极限图。实验结果表明 。

基于非接触式观测技术的FRP/ECC复合材料反复受拉本构关系模型

考虑不同种类的纤维复合材料(FRP)格栅、格栅层数及加卸载循环方式,采用非接触式观测技术(DIC)和传统应变片测量方法,对 FRP 格栅与 ECC 复合材料试件进行了单轴反复拉伸试验,研究复合材料的轴向抗拉力学性能,验证 DIC 非接触式观测技术的有效性。在试验结果的基础上,提出了 FRP/ECC复合材料反复受拉本构关系模型。试验结果表明,玄武岩(BFRP)格栅/ECC 能充分地发挥纤维格栅的材料性能和 ECC 基体的高延伸性和多点开裂特性,显著提高 ECC 基体的极限抗拉强度。不同循环加载方式对 FRP/ECC 复合材料试件的加卸载路径有显著影响,但对其极限应力/应变的影响较小。BFRP/ECC 复合材料的变形恢复能力要优于 CFRP/ECC 复合材料的变形恢复能力。DIC 非接触式观测技术能有效地捕捉到试件的开裂,观测裂缝的萌生、发展过程,获得破坏形态,获得应力-应变全曲线。计算结果表明,建议的应力-应变关系模型与试验结果吻合较好,可以有效地预测 FRP/ECC 复合材料的反复受拉本构关系。

测定钢板成形极限的三种方法与应用比对

近邻破裂点离线测量法是成形极限试验用来观察成形极限应变的最常用方法。随着光学视频技术在成形试验中的应用,通过测量网格临界破裂时应变的临界破裂点原位测量法,以及ISO12004标准中新推荐的破裂区截面线拟合法,均已进入到成形极限的测量领域。这两种测定成形极限的新方法弥补了紧邻破裂点测量法带来的近似效应和误差,极大提高了成形极限曲线的可信度。文章运用3种不同的方法,对一种高强度冷成形用钢进行成形试验,测定其在近似平面应变状态下的成形极限,并对结果进行比较。

基于改进自动网格法的嵌入式应变测量系统

为了实现应变测量系统的智能化、低成本、非接触实时检测,针对橡胶材料大应变测量的特点,研制了基于改进自动网格法的嵌入式非接触应变测量设备。以高性能达芬奇DSP芯片TMS320DM6437和CMOS图像传感器为核心构建了一套集图像采集和图像处理于一体的处理模块,并使用控制芯片S3C2440实现整体控制功能。针对传统自动网格法在嵌入式应用中的缺点进行改进,在其基础上设计了适用于嵌入式系统的新的算法,并针对DSP硬件结构特点进行了优化设计。在完整系统上对橡胶材料进行了非接触纵向拉伸试验,实验结果表明本系统能够实时准确地计算出应变结果,验证了技术方案及算法的可靠性,图像处理速度达到20帧/秒,应变的测量范围超过了100%。

板料网格应变显微测量系统应用研究

综合分析了国内外网格应变测量的研究情况以及应变测量对于FLD的重要性及意义,设计了专门的网格应变用显微测量仪,并选择了合适的CCD和图像采集卡,构成了板料网格应变显微测量的桌面系统。针对不同形式的应变网格,分析了不同网格印制方法的特点,研究了不同的图像处理测量方法,完成网格应变显微测量系统软件的开发及应用研究。

基于图像匹配的无损变形测量

在传统网格法的基础上,给出一种基于图像匹配的无损变形测量新方法。该方法以图像的亚像素匹配为关键技术并采用虚拟网格的思想。在测量时,不用在待测物体表面预制任何标志,而是利用试件表面的数字图像的灰度特征形成虚拟网格,利用区域匹配算法完成全场的位移测量;再按照网格法中的应变计算方法得到位移转变成应变。典型拉伸实验证实,该方法与传统网格法的测量结果一致。

应变片在动态测试中疲劳规律的研究

针对应变片在长时间的动态测试中疲劳失效 (一般是测量误差超过允许值 )问题 ,本文从疲劳断裂力学的基本理论出发 ,导出了应变片疲劳寿命的计算公式 ;实验表明 ,实验曲线与理论曲线吻合 ,这证明我们推导的公式的正确性 ,为应变片的疲劳寿命的预测、许可载荷的确定、失效判据的确立提供了理论基础。

立体视觉和坐标网格法测量应力应变曲线的技术研究

材料应力应变的同步采集和应变快速准确获取是测量材料应力应变曲线测量的关键。为此设计了载荷获取和图像拍摄的同步采集硬件装置和控制方法,有效保证了应力与应变在时序上的精确同步。针对试件表面标识的坐标网格,提出一种基于网格传播的网格图像处理技术实现了网格节点拓扑关系建立和节点坐标的精确定位。再利用双目立体视觉技术对网格三维变形进行跟踪,根据有限应变理论实现应变测量。现场实验结果显示本文的方法与传统方法相比在精度和适应性上具有综合优势。

空间网架结构的应力应变现场测试

用高精度的多通道应变仪对两个大型空间网架结构进行了应力应变现场测试，实践表明，采用正确的测试方案，测试工作可对验证理论计算的准确性、发现施工问题。

显微干涉网格法实现平面物体表面应变的复位测量

采用显微干涉光路，使被测物体表面光栅的±１级衍射光相互干涉，用显微ＣＣＤ图象采集系统采集干涉后形成的倍增光栅，利用微网格法原理和信息转换技术提取每一幅倍增光栅图象的几何特征，确定被测物体表面的应变．通过分析证明，这种光路能实现平面物体表面应变的复位测量，为在变形过程中空间位置发生变化的平面物体表面应变的测试提供了一种新方法．

内斜齿轮冷挤压成形时应力与应变的测量

目的 介绍了冷挤压内斜齿轮时毛坯表面的应力 -应变状态 .方法 采用坐标网格法分析 .结果 给出了变形区表面所有应力 -应变值及其变化规律 ,指出了可能破坏的区域范围 .结论 该方法是行之有效的 。

金属材料拉伸试验中基于应变网格的非接触实时测量

在金属材料拉伸试验中,传统的基于接触式引伸计测量存在诸如不能测量较软质材料,不能应用于高温环境,并且由于接触夹持力的影响会引进实验误差等缺陷。本文利用椭圆拟合技术,建立了基于应变网格的非接触实时检测系统,实现了金属材料在加载过程中长度和宽度应变的实时测量。试验结果表明,该测量方法能够在一定程度上取代接触式引伸计检测方法,其测量精度达到±0.5%,能够满足实际应用的要求。

板料成形应变计算机视觉测量中的网格应变计算方法

本文介绍了几种常见应变测量用的网格及其应变计算方法 ,提出了适合板料成形应变计算机视觉测量的基于欧拉法和应变增量理论解析的方网格计算方法。该方法对网格按对角线划分三角形并按变形后的网格建立坐标系统 ,由拉形比和边长的关系直接计算出主应变的方向 ,进而求出真实应变、工程应变和等效应变。

电阻应变式压力传感器的电测公式

应用弹性力学理论和电测理论,从电阻公式出发,导出了一股箔式电阻应变片电阻的变化率与弹性元件表面应变分布的关系。得到电阻应变式压力传感器的电测公式。为验证公式,设计并制造了测量范围在 0—0.5MPa的φ6电阻应变式压力传感器。对其在加载情况下进行输出电压的测量,结果与本公式计算的结果符合得很好,误差<5％。

板料成形应变测量中方网格图像的亚像素匹配

针对板料成形应变测量中应用的方形网格,提出一种网格图像亚像素匹配法.采用二值化和细化等方法得到网格线条的细化图像,然后通过初、精两次定位提取网格节点的亚像素图像坐标,并建立各节点之间的拓扑关系.在已知各次拍摄时相机位置与姿态的基础上,根据网格节点的拓扑关系和极线约束实现同名网格节点自动匹配.实验结果表明,所有匹配点对之间极线距离的平均值约为0.17像素时,匹配稳定可靠.匹配结果可作为后续应变计算的基础数据.

图像处理技术在板材成形应变测量中的应用

着重介绍了几种常见的应变测量网格以及应变计算方法,介绍了传统的板材应变测量方法,并指出了其不足之处。提出了以VC为平台利用数字图像处理技术测量板材成形应变的方法,重点讨论了该方法的测量原理,介绍了该方法的系统结构并开发了相应的软件系统,分析了涉及到的数字图像处理算法。通过所介绍的方法,提取出板材表面变形的椭圆形轮廓,进而计算出椭圆形网格的长短轴,然后根据公式求出圆形网格的真实应变,实现了板材圆形网格应变的自动化测量,改善了传统测量方法的不足,达到了满意的效果。

基于BOTDR的光纤网格隧道形变监测系统研究

在分析布里渊散射光时域反射(BOTDR)监测技术应变测量的基本原理、标定方法、信号处理、实际应用及各项优点的基础上,针对隧道工程的形变监测设计了一套网格结构的光纤传感器系统;该套系统利用BOTDR及相关技术可以完成对隧道形变的灵敏探测和实时监控;对其工作原理和监测优势的分析以及仿真实验结果表明,这套光纤网格隧道形变监测系统具有灵敏度高、抗干扰能力强等优点,在实际工程中具有较高的应用价值。

板料零件网格坐标图像特征提取算法研究

为进行板料零件冲压成形分析,采用网格坐标图像的视觉测量法进行变形区域塑性主应变分布的测量。该方法基于视觉测量变形区域应变分布;通过二维网格坐标图像的特征信息完成物体的三维重建,其中图像边界和特征点是常用的图像特征信息。在传统Freeman链码边界追踪算法的基础上进行改进可节省运算时间,跟踪后产生单像素宽度的轮廓边缘。在MFC中创建了一个基于OpenCV的应用程序,在单像素边界图像的基础上,利用OpenCV库函数实现对图像特征点的提取。试验结果表明,利用OpenCV实现特征点提取能省去不少编程的复杂工序,具有速度快和效率高的特点。

电阻应变片敏感栅栅丝尺寸对测量精度影响的研究

敏感栅栅丝是电阻式应变片的重要组成部分,其结构参数会直接影响到测试精度。利用有限元分析软件,建立被测基体(悬臂梁)、基底及敏感栅的三维模型,研究不同的敏感栅栅丝尺寸对测量精度的影响。研究表明:敏感栅越长,误差越小;栅丝间距越大,误差越小;栅丝直径越大,误差越大。研究结果对电阻式应变传感器的设计具有理论指导意义。