XTDIC-FLC系列板材成形极限测量系统

系统介绍

XTDIC-FLC系列板材成形极限测量系统，基于数字图像相关法技术，配合板料成形和杯凸试验机，自动采集杯突试验时板料变形的序列视频图像，并基于网格应变分析、数字图像相关法测量等技术直接获得极限应变量，从而生成成形极限曲线FLC建立成形极限图并显示输出。这种方法可以实时获得真实的成形极限图，是理论成形极限曲线的检验依据。目前广泛的应用于国内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。

主要应用

·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

·应变计算、强度评估、组件尺寸测量、非线性变化的检测

·先进材料（CFRP、木材、 内含PE的纤维、金属泡沫、橡胶等）

·材料试验（ 杨氏模量、泊松比、弹塑性的参数性能）

·生物力学（骨骼、肌肉、血管等）

·断裂力学性能

·三维全场振动分析

·高速、高温变形应变测量

·各种各向同性和各向异性材料变形特性

系统功能

系统采用摄影测量技术和数字图像相关法，通过相机拍摄杯突试验中板材变形过程中的序列散斑图像，实现材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材料成形极限曲线（FLC）。

（1）基本测量功能：

※测量幅面：项目可配备200 mm *150 mm、128mm*96mm测量幅面及配套标定板，系统支持几毫米到几米的测量幅面，根据需求可定制更多测量幅面。

测量相机：支持百万至千万像素相机，支持低速到高速相机，支持千兆网和Camera link等多种相机接口。

※相机标定：支持多个相机多种测量幅面的标定，支持外部拍摄图像标定。

测量模式：同时支持单相机二维测量和多相机三维测量。

※实时测量：采集图像的同时，可以实时进行三维全场应变计算，在线和离线两种处理模式。

计算模式：具备自动计算和自定义计算两种模式。

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。

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。

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

自由选取感兴趣的目标范围，提高处理效率。

FLC曲线图绘制功能;

支持定制成形机系统的定深冲压、定荷冲压、限位保护、过载保护功能实时控制；

（2）分析报告功能

※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；最大主应变；最小主应变；厚度减薄量；Mises应变；Tresca应变；剪切角。

※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。

※元素创建功能：三维点、线、面、圆、槽孔、矩形孔、球、圆柱、圆锥。

※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。

数据平滑功能：均值，中值，高斯滤波等多种平滑功能。

数据插值功能：自动和手动两种数据插值模式。

材料性能分析：自动计算材料的弹性模量和泊松比等参数。

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。

曲线绘制功能：所有测量结果均可以绘制成曲线图。

成形极限分析功能：可绘制和编辑FLD成形极限曲线。

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。

数据输出功能：测量结果及分析结果输出成报表，支持TXT，XLS，DOC文件的输出。

（3）采集控制功能

※采集控制箱实现测量头的控制、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。

A/D采集：模拟量输入采集，A/D采集的量程由软件控制，可选量程：±10V、±5V、±2.5V、0～10V。

多种外部触发信号类型选择：模拟信号、TTL电平、光电隔离、差分输入，模拟信号电平可选择：+10V、+5V、0V、-5V、-10V。

相机同步控制：多相机外同步触发信号。

光源控制：控制LED光源。

（4）扩展接口（系统已经预留接口，用户可以选择配置扩展设备）：

试验机接口：通过串口通讯或者模拟量实时采集试验机的力、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。

※多测头同步检测接口：支持1~8个测头（更多测头可定制），多相机组同步测量，相机数目任意扩展，可以同步测量多个区域的变形应变，适用于大型物体或者回转型物体的变形应变测量。

※大尺寸全方位变形接口：支持摄影测量静态变形系统，实现全方位变形和局部全场应变检测数据的融合和统一。

※显微应变测量：配合双目体式显微镜，系统可以实现微小型物体的三维全场变形应变检测，并可支持扫描电镜、原子显微镜等显微图像的应变数据计算。

※高温成形测量：支持最高900 ℃的热成形，可以用于高强度板或高温下的材料力学性能研究。

※标志点动态变形检测接口：具备圆形标志点动态变形测量功能。

※运动轨迹姿态检测接口：具备刚体物体运动轨迹姿态测量功能。

※成形极限FLC曲线测量接口：配合杯突试验机，参考ISO 12004-2: 2008标准进行Nakazima试验可以测得材料的FLC成形极限曲线。

应用案例

（1） 测量材料FLC曲线

成形极限曲线( Forming Limit Curve, FLC) 用于确定指定的材料在受到拉伸、胀形或拉伸胀形结合时能够达到的变形程度。XTDIC系统与杯突实验机相结合，可以测量板料的成形极限曲线。

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