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光学体式显微镜测量板料液压胀形试验的三维全场变

试验目的：测量了金属板料液压胀形试验的三维全场动态变形，测量视场：1毫米*1毫米，检测板料的成形性能。

试验设备：

显微数字图形相关法全场应变测量分析系统

试验内容：

实验中的醉大液压压强为55MP，圆形不锈钢试件的直径为2mm，体视显微镜视场为1mm*1mm。

图1 试验现场图片

图2 喷完散斑后不锈钢试件图片

图3 软件主界面

图4 试验中某一状态的位移场图

图5 试验中某一状态的醉大主应变图

图6 重建后的试件三维表面

基于数字散斑系统和摄影测量系统测量板料回弹----大夹头的预拉伸装置

大夹头的预拉伸装置用来对大板料进行一定程度的预拉伸，为后续的板料各向异性的研究做准备，如图所示。

利用大夹头给板料(304不锈钢)施加一定的预应变(图1)，岩土应变场，但数字散斑系统在板料预应变后系统中断没有记录回弹数据，使得数字散斑系不能测量板料的回弹量。为了弥补这一缺陷，使用摄影测量系统来测量预应变后板料的应变量，从而获得板料的回弹量。

图1大夹头、304不锈钢板料及数字散斑测量系统

在板料的正面喷上数字散斑，来测量预应变后没有发生回弹的应变量(图2)。在板料的背面腐蚀上用于摄影测量的斑点，来测量预应变后发生回弹后的应变量(图3)。以及同一板料在数字散斑系统下测得的应变量云图(图4)。摄影测量系统测得施加预应变前的应变量云图(图5)，来消除初始的应变量，以及摄影测量系统测得回弹后的应变量云图(图6)，来测量板料最终的应变量。

图2 板料正面喷上散斑

图3 板料背面腐蚀上斑点

图4数字散斑系统下测得的应变量云图

图5摄影测量系统测得施加预应变前的应变量云图

图6摄影测量系统测得回弹后的应变量云图

二、XTSM板料成形应变测量分析系统

系统功能

（1）基本测量功能：

l ※测量幅面：支持几毫米到几米的测量幅面，可以根据需求定制测量幅面。

l 测量相机：支持百万至千万像素、低速到高速、千兆网和Camera Link等多种相机接口，控制软件最da支持采集帧率10万 fps。

l ※相机标定：支持多个相机（可多于8个）多种测量幅面的标定，支持外部拍摄图像标定。

l ※测量模式：三维变形测量，土木应变场，同时支持单相机二维测量。

l ※实时计算：采集图像的同时，可以实时进行三维全场应变计算，具备在线和离线两种计算处理模式。

l 计算模式：具备自动计算和自定义计算两种模式。

l 测量结果：全场三维坐标、位移、应变数据等动态变形数据，应变模式有工程应变、格林应变、真实应变等三种。

l 多个检测工程：系统软件支持多个检测工程的计算、显示及分析。

l ※支持系统：支持32位、64位windows操作系统，应变场，具备64位计算和多线程加速计算功能。

（2）分析报告功能

l ※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；最da主应变；最xiao主应变；厚度减薄量；Mises应变；Tresca应变；剪切角。

l ※坐标转换功能：321转换、参考点拟合、全局点转换、矩阵转换等多种坐标转换功能。

l ※元素创建功能：三维点、线、面、圆、槽孔、矩形孔、球、圆柱、圆锥。

l ※分析创建功能：点点距离、点线距离、点面距离、线线夹角、线面夹角、面面夹角。

l 数据平滑功能：均值，中值，高斯滤波等多种平滑功能。

l 数据插值功能：自动和手动两种数据插值模式。

l 材料性能分析：自动计算材料的弹性模量和泊松比等参数。

l 三维截线功能：可对三维测量结果进行直线或圆形截线分析。

l 曲线绘制功能：所有测量结果均可以绘制成曲线图。

l 成形极限分析功能：可绘制和编辑FLD成形极限曲线。

l 视频创建功能：可将测量过程二维图像或者三维测量结果制作成视频并输出保存。

l 数据输出功能：测量结果及分析结果输出成报表，应变场厂家，支持TXT，DOC，XlS文件的输出。

（3）采集控制功能

?※采集控制箱可以实现测量头的控制、多个相机的同步触发、多路模拟量和开关量数据采集、输入和输出信号控制。

?相机同步控制：多相机外同步触发信号。

?※外部采集通讯接口：支持外部载荷如微电子wan能试验机等外部载荷联机采集通讯接口，通过串口通讯或者模拟量实时采集外部的加载力、位移等信号，并与三维全场应变测量数据实现同步，实现应力和应变数据的融合和统一。

?光源控制：可以实现测量过程中不同补光需要的LED光源控制。