本文選題：數(shù)字圖像相關(guān) + 塑性應(yīng)變比　； 參考：《鋼鐵研究總院》2017年碩士論文

【摘要】：數(shù)字圖像相關(guān)(DIC)方法是一種通過計(jì)算變形前后物體表面圖像的灰度信息相關(guān)來獲取被測(cè)物體的變形情況的測(cè)試方法,通過對(duì)比表面帶有散斑的材料或結(jié)構(gòu)變形前后的散斑圖像,對(duì)全場(chǎng)位移、應(yīng)變進(jìn)行計(jì)算。DIC方法具有三維、全場(chǎng)、非接觸等特點(diǎn),因此其應(yīng)用不受試樣形狀限制,可針對(duì)不同形狀試樣進(jìn)行二維、三維變形測(cè)試,并獲得整個(gè)變形場(chǎng)的變形信息,因而在材料的力學(xué)性能測(cè)試中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。本文以IF鋼、321不銹鋼及A508-3鋼等為材料,結(jié)合拉伸實(shí)驗(yàn)、疲勞實(shí)驗(yàn)及斷裂力學(xué)實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn),針對(duì)DIC方法在材料力學(xué)性能測(cè)試方面的應(yīng)用進(jìn)行了研究,主要工作歸納如下:應(yīng)用DIC方法對(duì)試樣的應(yīng)變進(jìn)行了測(cè)量,并與引伸計(jì)所測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了 DIC方法在變形數(shù)據(jù)測(cè)試方面的準(zhǔn)確性。應(yīng)用DIC方法對(duì)IF鋼的n值、r值進(jìn)行了測(cè)量,并對(duì)橫向引伸計(jì)的測(cè)試位置對(duì)r值測(cè)試的影響進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,r值測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性與橫向引伸計(jì)的測(cè)試位置有關(guān),測(cè)試位置偏離試樣斷裂位置所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果與通過斷裂位置處應(yīng)變計(jì)算所得結(jié)果不同,且測(cè)量位置距試樣斷裂位置越遠(yuǎn)則結(jié)果差異越大。將DIC方法的分析結(jié)果與實(shí)驗(yàn)過程相結(jié)合,在不增加額外實(shí)驗(yàn)操作的情況下,通過試樣的應(yīng)變分布情況成功對(duì)疲勞實(shí)驗(yàn)有效性進(jìn)行了預(yù)測(cè),避免了無效實(shí)驗(yàn)所造成的實(shí)驗(yàn)進(jìn)度緩慢及實(shí)驗(yàn)成本增加等問題,同時(shí),探索了 DIC方法在實(shí)驗(yàn)過程中的實(shí)時(shí)應(yīng)用,增強(qiáng)了 DIC方法在材料力學(xué)性能測(cè)試中的應(yīng)用時(shí)效性。應(yīng)用DIC方法作為測(cè)試手段進(jìn)行了 A508-3鋼的J積分及CTOD實(shí)驗(yàn),解決了應(yīng)用柔度法測(cè)試時(shí)存在的裂紋擴(kuò)展"負(fù)增長(zhǎng)"的問題,并實(shí)現(xiàn)了試樣CTOD的直接測(cè)量。同時(shí),應(yīng)用DIC方法對(duì)試樣在實(shí)驗(yàn)過程中的變形及裂紋擴(kuò)展規(guī)律進(jìn)行了研究,通過分析試樣的位移場(chǎng)、應(yīng)變場(chǎng)的變化情況確定了試樣裂紋面的轉(zhuǎn)動(dòng)中心及裂紋擴(kuò)展路徑等相關(guān)信息。
[Abstract]:The digital image correlation (DIC) method is a method to obtain the deformation of the object before and after deformation by calculating the gray level information correlation of the surface image before and after the deformation, and by comparing the speckle images before and after the deformation of the material or structure with speckle on the surface. The DIC method has the characteristics of three-dimensional, full-field, non-contact and so on. Therefore, its application is not limited by the shape of the specimen, so it can be used for two-dimensional and three-dimensional deformation testing of samples with different shapes. The deformation information of the whole deformation field is obtained, so it is more and more widely used in testing the mechanical properties of materials. In this paper, the application of DIC method in testing mechanical properties of materials is studied by means of tensile test, fatigue test and fracture mechanics test, which are based on if steel Si321 stainless steel and A508-3 steel. The main work is summarized as follows: the DIC method is used to measure the strain of the specimen, and compared with the result of extensometer, the accuracy of the DIC method in the deformation data testing is verified. N value r value of if steel was measured by DIC method, and the influence of measuring position of transverse extensometer on r value test was studied. The experimental results show that the accuracy of the test results is related to the testing position of the transverse extensometer. The experimental results obtained from the test position deviating from the fracture position of the specimen are different from those obtained by the strain calculation at the fracture location. The longer the measuring position is from the fracture position of the specimen, the greater the difference of the results is. By combining the analysis results of DIC method with the experimental process, the validity of the fatigue experiment is predicted successfully by the strain distribution of the specimen without adding additional experimental operation. At the same time, the real-time application of the DIC method in the experiment process is explored, and the timeliness of the application of the DIC method in the testing of mechanical properties of materials is enhanced. The J integral and CTOD experiments of A508-3 steel were carried out by using DIC method. The problem of "negative growth" of crack growth in A508-3 steel was solved, and the direct measurement of sample CTOD was realized. At the same time, the DIC method is used to study the deformation and crack propagation of the specimen during the experiment, and the displacement field of the specimen is analyzed. The variation of the strain field determines the rotation center and crack propagation path of the crack surface of the specimen.
【學(xué)位授予單位】：鋼鐵研究總院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TG115.5

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本文編號(hào)：1863366