金屬學(xué)報(bào)：超塑性自由脹形的雙目立體視覺(jué)測(cè)量研究
2022-12-14【作 者】馬品奎;宋玉泉
【前 言】
自由脹形實(shí)驗(yàn)是研究材料超塑性的重要實(shí)驗(yàn)手段，在超塑性理論研究和應(yīng)用開(kāi)發(fā)中都具有重要意義[1]。脹形實(shí)驗(yàn)中若要分析試件的受力、變形狀況和流變規(guī)律，就必須測(cè)量脹形件曲面輪廓以及曲面上各點(diǎn)的變形和整體應(yīng)變分布.由于無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量脹形件曲面輪廓以及各點(diǎn)的變形，以往對(duì)于超塑性脹形的力學(xué)解析常采用各種簡(jiǎn)化假設(shè)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中一般只測(cè)量脹形件極點(diǎn)高度變化，并以此分析變形和推算應(yīng)力應(yīng)變。如Jovance[2]最早建立超塑性自由脹形解析理論時(shí)，假設(shè)脹形件中性層為部分球(球面假設(shè))，同時(shí)還假設(shè)脹形上各點(diǎn)厚度均勻，且均處于等雙拉應(yīng)力狀態(tài)。厚度均勻假設(shè)與實(shí)際不符，使得理論分析結(jié)果與實(shí)際相差甚遠(yuǎn).隨后，在球面假設(shè)下進(jìn)行的研究中，也均附加其它假設(shè)條件。如為了便于應(yīng)力計(jì)算，假設(shè)脹形件上各點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)均為等雙拉應(yīng)力狀態(tài)[3,4]、或假設(shè)經(jīng)向主應(yīng)力分量與曲率半徑和對(duì)稱(chēng)軸之間的夾角無(wú)關(guān)[5];為了便于應(yīng)變計(jì)算，假設(shè)脹形件上沿經(jīng)線方向變形均勻[6]。
本工作采用雙目立體視覺(jué)系統(tǒng)對(duì)自由脹形進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)測(cè)量脹形件表面特征點(diǎn)的三維坐標(biāo)，建立了脹形件輪廓曲面的三維模型，求解曲面幾何參數(shù)以及整體應(yīng)變分布。重點(diǎn)對(duì)雙目立體視覺(jué)系統(tǒng)的組成、測(cè)量方法和系統(tǒng)模型進(jìn)行了介紹，還給出了系統(tǒng)標(biāo)定、熱態(tài)高溫輻射影響消除以及測(cè)量圖像處理等方法，并結(jié)合典型超塑性材料進(jìn)行測(cè)量實(shí)驗(yàn)。
【結(jié) 論】
(1)超塑性自由脹形理論研究需要在脹形過(guò)程中準(zhǔn)確測(cè)量脹形件曲面輪廓幾何參數(shù)以及曲面上各點(diǎn)的變形，以求建立真實(shí)輪廓下的變形幾何方程.
(2)超塑性自由脹形雙目立體視覺(jué)測(cè)量充分利用脹形件形狀為軸對(duì)稱(chēng)旋轉(zhuǎn)曲面這一特征，將曲面測(cè)量轉(zhuǎn)換為曲面母線上點(diǎn)的測(cè)量，通過(guò)準(zhǔn)確測(cè)量同一時(shí)刻一條或幾條母線上不同特征點(diǎn)的三維坐標(biāo)，可以測(cè)量極點(diǎn)高度、脹形件幾何輪廓以及輪廓曲面上各點(diǎn)的主曲率半徑等幾何參數(shù).
(3)應(yīng)用雙目立體視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)可通過(guò)測(cè)量同一特征點(diǎn)在不同時(shí)刻坐標(biāo)的變化來(lái)確定其變形情況，求得各點(diǎn)的應(yīng)變分布和整體變形規(guī)律.
(4)試樣表面同心圓網(wǎng)格間距越小，測(cè)量精度越高.
以下是正文：
