XTFLC 西交大自主研发非接触式板料成形极限测量系统

XTFLC 系统结合数字图像相关技术（DIC）与双目立体视觉技术，配合自研杯突试验机自动采集杯突试验时板料变形的序列视频图像，通过追踪物体表面的散斑图像，实现板料成形过程中表面三维坐标、位移及应变的动态测量，经进一步拟合计算建立板料成形极限曲线（FLC）。具有便携，速度快，精度高，易操作等特点。可广泛的应用于高校科研及其他研究机构的金属薄板的成形性能、塑性极限、延展性等工艺性试验，为研究分析及设计优化提供了有力依据。

系统应用范围：

• 材料各向异性性、塑性极限、高温下的板材力学性能等研究
• 薄板及板材成形过程实时可视化监测
• 板料成形极限FLC曲线实时测定
• 板料零部件选材
• 冲压工艺优化
• 有限元分析（FEA）验证、板料成形理论研究及验证

系统优势：

板料成形极限曲线FLC是板料成形的重要指标数据，传统试验方法获取FLC极其及其麻烦，如在板料腐蚀网格，成形后多采用工具显微镜进行测量。
    A,传统方法的缺点：
? ①应定位各种应变发生的曲线，但是这将花费大量的时间(每个宽度都要做大量的试验)；
? ②断裂后曲线需要更改；
? ③仿真中需要补偿两条曲线的差别，而且要给一定的余量；
? ④一些材料需要比平时更小的网格。
    B,XJTUFLC 杯突和板料成形试验系统的优点：
? ①每个试验可以获得更多的数据，一组试验可以得到大量的数据, 例如：断裂极限曲线、各种应变的极限曲线、板材外部和中间的结果；
? ②高精度测量，高精度的材料数据，测试结果接近生产；.
? ③快速得到结果、成本低廉的试验；
? ④无需进行断裂试样结果评估补偿。

测量过程：

zui少5种不同结构的试件，从窄条状到圆形

喷涂散乱图案（数字图像相关法DIC）

三维全场应变计算结果显示

自动生成的成形极限曲线FLC

FLC计算基本流程：

1. 对全部的试件进行散斑三维全场变形、应变计算
2. 对于每个试件，找出破裂前的一个状态
3. 在破裂前的状态上，建立3~5条间距2mm左右的平行截线，对于次应变>=0的情况，要求截线尽量垂直于裂纹方向（偏差在25°以内），对于次应变<0的情况，要求截线尽量平行于试件边缘（主应变方向），截线长度尽量长，但不能到试件边缘。

平行截线

4. 输出截线数据
5. FLC模块读入多个试件的多组截线数据
6. 每一组截线数据，都包含主应变、次应变两组数据，对每组数据分别进行二次曲线拟合，得到二次曲线的极值（对于主应变是zui大值，次应变是zui小值），这两个机制分别作为一个点的X,Y坐标，形成FLC图上的一个点。
7. 多组截线得到多个点，拟合这些点就可以得到FLC曲线
8. 输出FLC曲线数据

FLC 显示

自动生成的成形极限曲线FLC

产品执行标准：GB4156-2007、GB/T24171.1、24171.2标准。

1. 试验机技术指标

1. 可试板材厚度：标准杯突试验：金属板0.2~5mm
2. 深拉伸厚度：0.2~3mm
3. 板材zui大宽度：180mm
4. 杯突示值误差：±0.01mm
5. 杯突测量分辨力：0.001mm
6. 冲压力：300kN
7. 冲压力有效测量范围：6kN~300kN
8. 冲压力示值误差：±1%
9. 冲头行程：120mm
10. 冲压速度：0.01~130mm/min
11. zui大夹紧力：300kN
12. 夹紧力相对误差：±2%
13. 夹紧活塞行程：38mm
14. 标准冲头规格：标准杯突冲头Sφ20±0.05mm
15. 垫模孔径：50mm（标准垫模孔径：33mm）
16. 压模外径：120mm（标准压模外径：55mm）
17. Nakajima试验冲头：Sφ100±2mm

1. 散斑测量模块技术指标

1. 核心技术：工业近景摄影测量、数字图像相关法
2. 测量结果：三维坐标、全场位移及应变、材料成形极限曲线（FLC）
3. 测量相机：200万像素
4. 测量幅面： 64mm×48mm，128mm×96mm
5. 位移测量精度：0.01pixel
6. 应变测量范围：0.01%-1000%
7. 应变测量精度：0.01%
8. 测量模式：兼容二维及三维变形测量
9. 实时测量：采集图像的同时，实时进行全场应变计算
10. 计算模式：具备自动计算和自定义计算两种模式
11. 应变模式有工程应变、格林应变、真实应变等三种
12. 多工程检测：系统软件支持多个检测工程的计算、显示及分析
13. 18种变形应变计算功能：X、Y、Z、E三维位移；Z值投影；径向距离、径向距离差；径向角、径向角差；应变X、应变Y和应变XY；zui大主应变；zui小主应变；厚度减薄量；Mises应变；Tresca应变；剪切角