基于立体视觉的板料成形极限应变测量

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1、第31卷第10期航空学报V01．31No．102010年10月ACTAAERONAUTICAETASTR()NAUTlCASINICAOct．2010文章编号：1000—6893(2010)10—2093—10基于立体视觉的板料成形极限应变测量关键技术及其系统叶南，张丽艳(南京航空航天大学航空宇航制造工程系。江苏南京210016)KeyTechniquesandSystemofSheetMetalFormingLimitStrainMeasurementBasedonStereoVisionYeNan，ZhangLiya

2、n(AerospaceManufactureEngineering，NamingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China)摘要：设计并实现了一种基于双目立体视觉和数字图像相关方法的板料成形极限应变测量系统--BOSAS(双目视觉应变测量分析系统)，对其中的关键技术作了深入讨论。该系统可以克服传统坐标网格方法很难进行变形过程的动态监控、自动化程度不高等局限，并可计算试件各变形阶段全场应变分布，以及重建不同变形时刻下试件的几何外形。将分段位移传递法和

3、有限应变理论相结合，可计算大变形下的极限应变。对深冲铝板6016以及航空铝板2A12一T4、2A12一O、71304一O等材料的应变测量结果显示本文方法适用于板料成形三维变形及极限应变的测量。并将测得数据与由坐标网格方法测得的数据进行比较，结果表明本文方法测量准确、可靠。关键词：立体视觉；成形极限图；应变；数字图像相关，大变形中图分类号：V261．2+8；TP391．41文献标识码：AAbstract：Asheetmetalforminglimitstrainmeasurementsystem—B()SAS(binocu

4、larstrainanalysismeasure—mentsystem)isdesignedandimplemented，whichisbasedOnbinocularstereovisionanddigitalimagecorrela—tionmethod．Thekeytechniquesconcernedarediscussedindetail．Theproposedmethodcanbreakthelimita—tionsoftheclassicalcoordinategridanalysismethod，such

5、asdifficultdynamictrackingofdeformationprocessandlowlevelautomation，andcancalculatewhole-fieldstraindistributionandreconstructthree-dimensional(3D)shapeofthespecimen’ssurfaceineverystageduringthewholedeformationprocess．LimitstrainisabletObecalculatedbythecombinat

6、ionofthefractionizeddisplacementtransfer(FDT)algorithmandthefinitestraintheory．Strainmeasurementresultsofmaterialvarietiessuchasdeepdrawingaluminumsheet6016，andaeronauticalaluminumsheet2A12-T4。2A12一Oand7804一Odemonstratethattheproposedmethodisapplicabletothemeasur

7、ementof3Ddeformationandlimitstrainofthesheetmetalforming．ComparisonofstraindataobtainedbyBOSASandbycoordinategridanalysismethodshowsthatthesuggestedmethodisaccurateandreliable．Keywords：stereovision；forminglimitdiagram；strain；digitalimagecorrelation；largedeformati

8、on板料成形是材料加T技术中的重要分支之一，在航天、航空、船舶、汽车、电器等国民经济的各部门得到了广泛的应用。以极限应变构成的成形极限图(FormingLimitDiagram，FLD)[卜20可以为评价板料成形性能以及改进成形工艺提供技术基础和实用判据【3J。确定FLD的方法通常有以下几种[43：①根据塑性理论计算