一种易采集DIC数据的板材FLC曲线测试用样片套组及采集方法与流程

本发明属于金属成形测试，具体涉及一种易采集dic数据的板材flc曲线测试用样片套组及采集方法。

背景技术：

1、成形极限曲线的测定已广泛的用于金属材料成形评价中，是冲压等成形加工生产商以及材料供应商均需要大量测定的。目前的国家标准中样片形状设计为圆形料片两侧分布有圆弧及水平线组成缺口，适用于带有拉延筋的成形试验机模具使用，为形成一条flc曲线所需样板套组为a*b＝180*180、180*160、180*140、180*120、160*100、140*80、120*60、100*40、80*20(以上的缺口为两端圆弧r＝30，中间水平线长度30mm，b为样片中央最小距离处长度)，并且不够平滑均匀，在受力时将产生不易影响，在文献所述实验中不能保证受力状态均匀过渡，因此也就不能保证破裂位置理想分布在顶端。

2、而没有拉延筋的平面上下模具通常使用矩形样片，为形成一条flc曲线所需样板套组为a*b＝180*180、180*160、180*140、180*120、180*100、180*80、180*60、180*40、180*20。但实际开展实验过程中，矩形钢板在接受顶头压力过程中，经常受润滑效果的影响破裂位置分布于钢板试样边缘，导致dic数据采集效果不佳的问题，即便是有足够的润滑，在钢板尺寸较大时(180*60以上尺寸)，钢板受各向异性及微弱的厚度均匀性等的影响也会频繁出现破裂位置分布于边缘，数据不易采集等问题。

3、针对以上痛点，提供一种易采集dic数据的板材flc曲线测试用样片套组及采集方法，具有破裂位置易采集的优点。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种易采集dic数据的板材flc曲线测试用样片套组及采集方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、本发明的目的是通过下述技术方案予以实现：一种易采集dic数据的板材flc曲线测试用样片套组，flc曲线测试用样片套组包括采用统一圆弧半径的测试样片，所述flc曲线测试用样片套组中每个测试样片的宽度呈等比例递减，变形破裂位置集中于测试样片最中央的两圆弧定端之间。

3、进一步地，所述flc曲线测试用样片套组由9组呈矩形状的测试样片形成，测试样片的长/宽形成尺寸包括1-9组测试样片，具体包括a*b＝180*254、180*234、180*214、180*194、180*174、180*154、180*134、180*114、180*94。

4、进一步地，所述测试样片的两侧圆弧半径为r127，所述圆弧半径的起始端由测试样片的一端端点开始，所述圆弧半径末端位于测试样片的另一端端点。

5、所述flc曲线测试用样片套组中每个测试样片的宽度等比例递减方式依次减少20mm。

6、易采集dic数据的板材flc曲线测试用样片套组的数据采集方法，包括以下步骤；

7、第一步，选择flc曲线测试用样片套组测试样片和材料，用线切割机将板制作成测试样片；

8、第二步，将测试样片放置在试验机夹具中，施加应变率；

9、第三步，在第二步中的应变率状态下，测试样片断裂或出现不可逆应变时，停止测试；

10、第四步，记录断裂位置和发生断裂时的应变；

11、第五步，重复进行多次试验，得到不同应变率下的断裂位置和应变；

12、第六步，根据试验结果绘制成形极限曲线。

13、进一步地，所述第一步中，设置四组三角架，四组三角架对称设置，在三角架上安装摄像机，该摄像机镜头对测试样片,摄像机对着测试样片需要采集的图像区域,当需要采集的图像区域满足预设图像大小以及预设图像帧率时,锁定所述摄像机的焦段和焦距。

14、进一步地，所述第三步中，当所述测试样片与试验机夹具之间的距离到达预设阈值时,摄像机对所述测试样片需要采集的图像区域进行图像数据采集,以确定dic实验数据相对应的图像数据，根据所述图像数据以及所述图像数据相对应的采集时间确定述dic实验数据,以完成dic实验数据的采集。

15、进一步地，所述摄像机与外置计算机连接，启动材料试验机液压缸,对测试试样进行冲压拉伸,直至测试试样在不同应变率下的断裂位置和应变出现裂纹为止,摄像机拍下整个测试试样过程,并将整个图像传输给计算机。

16、进一步地，所述计算机内置dic软件，采用dic软件对整个变形过程中试样的表面应变图像进行处理,并计算出试样的极限应变值；

17、更换1-9组不同宽度的测试样片,重复进行步骤2-5,直至得到该组所有试样的极限应变值；

18、根据计算机软件计算出的不同宽度试样的应变变化云图,将各极限应变值点连接成线,即绘制出该测试样片的flc曲线。

19、易采集dic数据的板材flc曲线测试用样片套组的数据采集的电子设备,包括中央处理器和存储器,其特征在于,所述中央处理器用于调用运行存储于所述存储器中的计算机程序以执行上述方法的步骤。

20、与现有技术相比，本发明的有益效果：

21、本发明适用于无拉延筋的flc测试样板形状，制样时较为简便，采用统一半径下的圆弧切割即可，使用该套组进行的实验，可得到与传统方式下应变范围相同的数据，形成flc，本发明测试样板变形破裂位置集中于钢板最中央的两圆弧定端之间，具有破裂位置易采集的优点。

技术特征：

1.一种易采集dic数据的板材flc曲线测试用样片套组，其特征在于：flc曲线测试用样片套组包括采用统一圆弧半径的测试样片，所述flc曲线测试用样片套组中每个测试样片的宽度呈等比例递减，变形破裂位置集中于测试样片最中央的两圆弧定端之间。

2.根据权利要求1所述的易采集dic数据的板材flc曲线测试用样片套组，其特征在于：所述flc曲线测试用样片套组由9组呈矩形状的测试样片形成，测试样片的长/宽形成尺寸包括1-9组测试样片，具体包括a*b＝180*254、180*234、180*214、180*194、180*174、180*154、180*134、180*114、180*94。

3.根据权利要求1所述的易采集dic数据的板材flc曲线测试用样片套组，其特征在于：所述测试样片的两侧圆弧半径为r127，所述圆弧半径的起始端由测试样片的一端端点开始，所述圆弧半径末端位于测试样片的另一端端点。

4.根据权利要求1所述的易采集dic数据的板材flc曲线测试用样片套组，其特征在于：所述flc曲线测试用样片套组中每个测试样片的宽度等比例递减方式依次减少20mm。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的易采集dic数据的板材flc曲线测试用样片套组的数据采集方法，其特征在于：包括以下步骤；

6.根据权利要求5所述的易采集dic数据的板材flc曲线测试用样片套组的数据采集方法，其特征在于：所述第一步中，设置四组三角架，四组三角架对称设置，在三角架上安装摄像机，该摄像机镜头对测试样片,摄像机对着测试样片需要采集的图像区域,当需要采集的图像区域满足预设图像大小以及预设图像帧率时,锁定所述摄像机的焦段和焦距。

7.根据权利要求6所述的易采集dic数据的板材flc曲线测试用样片套组的数据采集方法，其特征在于：所述第三步中，当所述测试样片与试验机夹具之间的距离到达预设阈值时,摄像机对所述测试样片需要采集的图像区域进行图像数据采集,以确定dic实验数据相对应的图像数据，根据所述图像数据以及所述图像数据相对应的采集时间确定述dic实验数据,以完成dic实验数据的采集。

8.根据权利要求7所述的易采集dic数据的板材flc曲线测试用样片套组的数据采集方法，其特征在于：所述摄像机与外置计算机连接，启动材料试验机液压缸,对测试试样进行冲压拉伸,直至测试试样在不同应变率下的断裂位置和应变出现裂纹为止,摄像机拍下整个测试试样过程,并将整个图像传输给计算机。

9.根据权利要求8所述的易采集dic数据的板材flc曲线测试用样片套组的数据采集方法，其特征在于：所述计算机内置dic软件，采用dic软件对整个变形过程中试样的表面应变图像进行处理,并计算出试样的极限应变值；

10.根据权利要求5-8任意一项所述易采集dic数据的板材flc曲线测试用样片套组的数据采集的电子设备,包括中央处理器和存储器,其特征在于,所述中央处理器用于调用运行存储于所述存储器中的计算机程序以执行如权利要求1至6中任意一项所述的方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种易采集DIC数据的板材FLC曲线测试用样片套组及采集方法，FLC曲线测试用样片套组包括采用统一圆弧半径的测试样片，所述FLC曲线测试用样片套组中每个测试样片的宽度呈等比例递减，变形破裂位置集中于测试样片最中央的两圆弧定端之间，所述FLC曲线测试用样片套组由9组呈矩形状的测试样片形成，测试样片的长/宽形成尺寸包括1‑9组测试样片，所述测试样片的两侧圆弧半径为R127，所述圆弧半径的起始端由测试样片的一端端点开始，所述圆弧半径末端位于测试样片的另一端端点。

技术研发人员：王亚男,袁晓鸣,刘妍,刘恩泽,路璐,姜秉坤,谷鑫
受保护的技术使用者：包头钢铁（集团）有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2025/2/13