一種基于dic技術的汽車薄板flc曲線測定裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明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曲線測定裝置及測定方法。
【背景技術】
[0002]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(guī)律和精度求解工程問題等方面具有重要意義。
[0003]針對FLC曲線的實驗、理論和數(shù)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(tài)，不同形狀的試樣被沖壓直至出現(xiàn)頸縮并斷裂，采用傳統(tǒng)的網(wǎng)格法(CGA, Circle Grid Analysis)或數(shù)字圖像相關技術(DIC,Digital Image Correlat1n)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。
[0004]傳統(tǒng)的網(wǎng)格法(CGA技術)或者數(shù)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(shù)據(jù)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(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明旨在提供一種能夠實現(xiàn)對試件表面網(wǎng)格的形變進行連續(xù)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曲線測定的裝置及方法。
[0006]為此，本發(fā)明所采取的解決方案是:
[0007]—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。
[0008]所述攝像機為帶有4個攝像頭的高速攝像機。
[0009]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。
[0010]一種基于DIC技術的汽車薄板FLC曲線測定方法，其具體過程為:
[0011]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2_的網(wǎng)格，試樣下表面粘貼一塊厚度為3?4_的圓形娃膠墊。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]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(xiàn)裂紋為止，攝像機拍下整個試樣和網(wǎng)格形變過程，并將整個圖像傳輸給計算機。
[0015]5、計算機采用數(shù)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。
[0016]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。
[0017]7、根據(jù)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。
[0018]本發(fā)明的有益效果為:
[0019]本發(fā)明將數(shù)字圖像相關技術(DIC技術)成功應用于網(wǎng)格的應變測量，避免了傳統(tǒng)脹形實驗裝置中標定塊的使用；模具設計采用“雙動式”，即壓邊圈向上運動與凹模合模實現(xiàn)對板料的壓緊，凸模(沖頭)向上運動實現(xiàn)對板料的沖壓脹形，操作方便；高速攝像機的采光度調整方便，便于實現(xiàn)實驗過程中對試樣表面網(wǎng)格應變的連續(xù)獲?。辉嚇雍w20-180mm不同寬度，同時在實驗過程中改善潤滑條件，保證塑性失穩(wěn)發(fā)生在板料中心部位，便于對頸縮現(xiàn)象進行觀察和研究；本發(fā)明簡單實用，便于操作，省時省力，并可極大提高測量精度。
【附圖說明】
[0020]圖1是汽車薄板FLC曲線測定裝置結構示意圖；
[0021]圖2是凹模主視圖；
[0022]圖3是壓邊圈立體圖；
[0023]圖4是沖頭主視圖。
[0024]圖中:沖頭1、下底座2、試樣3、材料試驗機4、安裝平臺5、高速攝像機6、計算機7、上底座8、凹模9、壓邊圈10、升降平臺11、液壓缸12、凹模底板131、壓邊圈底板132、凹模圓柱臺141、壓邊圈圓柱臺142、凹模底板卡槽151、壓邊圈底板卡槽152、凹模凸臺161、壓邊圈凸臺162、定位孔17、凹模沖孔181、壓邊圈沖孔182、定位銷19、壓頭20。
【具體實施方式】
[0025]由圖1可見，本發(fā)明汽車薄板FLC曲線測定裝置系由材料試驗機4、高速攝像機6、計算機7及脹形試驗裝置所組成。帶有4個攝像頭的高速攝像機6與計算機7連接。材料試驗機4由4根導柱支撐，導柱上端設有安裝平臺5，下部設有升降平臺11，底部裝有液壓缸12，升降平臺11可沿著導柱上下運動。
[0026]脹形試驗裝置包括沖頭1、下底座2、上底座8、凹模9及壓邊圈10組成。沖頭I整體為一圓柱體，在圓柱體的上端帶有半球形壓頭20 (見圖4)。圖2顯示，凹模8與壓邊圈10形狀基本形同，其整體形狀均為“凸”形。凹模8由凹模底板131、凹模圓