金属学报：超塑性自由胀形的双目立体视觉测量研究
2022-12-14【作 者】马品奎;宋玉泉
【前 言】
自由胀形实验是研究材料超塑性的重要实验手段，在超塑性理论研究和应用开发中都具有重要意义[1]。胀形实验中若要分析试件的受力、变形状况和流变规律，就必须测量胀形件曲面轮廓以及曲面上各点的变形和整体应变分布.由于无法准确测量胀形件曲面轮廓以及各点的变形，以往对于超塑性胀形的力学解析常采用各种简化假设，实验过程中一般只测量胀形件极点高度变化，并以此分析变形和推算应力应变。如Jovance[2]最早建立超塑性自由胀形解析理论时，假设胀形件中性层为部分球(球面假设)，同时还假设胀形上各点厚度均匀，且均处于等双拉应力状态。厚度均匀假设与实际不符，使得理论分析结果与实际相差甚远.随后，在球面假设下进行的研究中，也均附加其它假设条件。如为了便于应力计算，假设胀形件上各点的应力状态均为等双拉应力状态[3,4]、或假设经向主应力分量与曲率半径和对称轴之间的夹角无关[5];为了便于应变计算，假设胀形件上沿经线方向变形均匀[6]。
本工作采用双目立体视觉系统对自由胀形进行测量，通过测量胀形件表面特征点的三维坐标，建立了胀形件轮廓曲面的三维模型，求解曲面几何参数以及整体应变分布。重点对双目立体视觉系统的组成、测量方法和系统模型进行了介绍，还给出了系统标定、热态高温辐射影响消除以及测量图像处理等方法，并结合典型超塑性材料进行测量实验。
【结 论】
(1)超塑性自由胀形理论研究需要在胀形过程中准确测量胀形件曲面轮廓几何参数以及曲面上各点的变形，以求建立真实轮廓下的变形几何方程.
(2)超塑性自由胀形双目立体视觉测量充分利用胀形件形状为轴对称旋转曲面这一特征，将曲面测量转换为曲面母线上点的测量，通过准确测量同一时刻一条或几条母线上不同特征点的三维坐标，可以测量极点高度、胀形件几何轮廓以及轮廓曲面上各点的主曲率半径等几何参数.
(3)应用双目立体视觉测量系统可通过测量同一特征点在不同时刻坐标的变化来确定其变形情况，求得各点的应变分布和整体变形规律.
(4)试样表面同心圆网格间距越小，测量精度越高.
以下是正文：
