[发明专利]一种材料成形极限的测定方法及装置

说明书

本发明涉及性能检测领域，尤其涉及一种材料成形极限的测定方法及装置，该方法包括：利用应变测量系统，获得试样在任意一种应变状态下的应变历程，该应变历程包括：试样表面的应变数据点在应变状态下随之变化的应变数据，该应变数据点是该试样在未发生形变时预设区域的应变数据点，该预设区域为以试样的开裂位置为中心，预设半径范围内的区域；基于该应变数据，确定试样发生缩颈时刻所对应的目标帧图像；基于该应变数据和目标帧图像，确定该试样在任意一种应变状态下的极限应变；基于多种应变状态下的极限应变，获得成形极限曲线，进而通过对应变数据分散性的分析，可以获得材料发生局部变形失稳的信息，提高极限应变的准确性。

技术领域

本发明涉及性能检测领域，尤其涉及一种材料成形极限的测定方法及装置。

背景技术

成形极限曲线(FLCs)用于测定指定材料在受到拉延、胀形或者拉延胀形相结合时能够达到的变形程度。

特定厚度材料的成形极限受到材料的热机械加工过程的影响，与材料的加工历史相关，这种能力受到出现的局部颈缩或裂纹的限制，金属薄板材料的成形极限指材料开始发生缩颈时能够达到的极限变形程度，通过对材料不同线性应变路径下的极限应变的检测可以得到材料的成形极限图，该成形极限图是包括一定宽度范围的带状区域，成形极限曲线则是成形极限图的一种理想形态。

成形极限曲线的测定方法主要有基于截面应变数据的位置相关性分析方法和时间相关性分析方法，还有基于厚度减薄率分析的方法。

其中，位置相关性分析方法对截面应变数据的分布形态有较高的要求，当横截面应变分布形态不好或者出现双峰、多峰现象时，其分析计算得到的极限应变就会远远偏离材料的真实极限应变。

时间相关性的FLC测定方法目前实施较困难，主要的难点在于试验过程的控制，应变数据的采集和计算分析较繁琐，关键的问题是如何通过应变变化来界定材料的失稳时刻，基于厚向减薄的FLC测试方法则需要有材料准确的极限简报数据进行支持，这也是一个难点。

因此，如何提高对材料成形极限的测定准确性是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的材料成形极限的测定方法及装置。

第一方面，本发明提供了一种材料成形极限的测定方法，包括：

利用应变测量系统，获得试样在任意一种应变状态下的应变历程，所述应变历程包括：所述试样表面的应变数据点在所述应变状态下随之变化的应变数据，所述应变数据点是所述试样在未发生形变时预设区域的应变数据点，所述预设区域为以所述试样的开裂位置为中心，预设半径范围内的区域，所述应变数据点在所述应变状态下随之变化的应变数据通过每个时刻对应的一帧图像体现；

基于所述应变数据，确定所述试样发生缩颈时刻所对应的目标帧图像；

基于所述应变数据和所述目标帧图像，确定所述试样在任意一种应变状态下的极限应变；

基于多种应变状态下的极限应变，获得成形极限曲线。

进一步地，所述应变数据包括：主应变数据、次应变数据以及与每帧图像对应的主应变数据标准差，所述基于所述应变数据，确定所述试样发生缩颈时刻所对应的目标帧图像，包括：

基于所述应变数据，确定应变路径，所述应变路径为所述应变数据中主应变数据与次应变数据随时间变化的关系曲线；

基于所述应变路径上呈线性变化的区间段数据，获得应变路径参数；

基于所述应变路径参数，确定目标主应变数据标准差；

基于所述目标主应变数据标准差，确定所述试样发生缩颈时刻所对应的目标图像。