基于DIC技术的激光拼焊板简单剪切试验研究

摘要

随着汽车轻量化技术的发展，以及汽车生产厂商对成本控制的要求，激光拼焊板技术已经广泛应用于车身制造领域。目前学术界对于激光拼焊板成形性能的试验研究大多局限于极限拱顶高试验等几种常用的试验方法，这些试验方法存在局限性，未能考察激光拼焊板在简单剪切条件下的变形及在大应变范围内的应力应变关系。因此，本文通过试验方法研究激光拼焊板在剪应力占主导的载荷下的变形及力学性能变化情况。
　　首先，制备DP390母材的同材同厚直线焊缝激光拼焊板，并设计了一套夹具，使用设计夹具对激光拼焊板试样进行简单剪切和循环剪切试验。在试样表面变形区域划出黑色线条，并使用视频录制设备录制试验过程中试件变形区域的视频，以便后续考察试件应变分布及大小。
　　提出一种基于DIC（Digital image correlation）技术的应变测量方法，结合本文实际特点，对比并选择中值滤波和闭运算作为图像预处理和形态学运算方法。对激光拼焊板试样表面黑色条纹的细化是获取应变数据的关键，针对传统细化方法不能消除纵向干扰像素的特点，提出一种细化算法，可以有效消除纵向干扰并完整保留黑色条纹特征。将上述方法整合，编写了一套完整的算法，可以准确测量试验中的应变大小。
　　设计并开展简单剪切及循环剪切试验，绘制得到的应力应变曲线，分析并对比不同加载下的应力应变曲线的区别。研究发现DP390激光拼焊板在弹性阶段抵抗变形的能力不如母材，但拼焊板抵抗塑性变形的能力强于母材。发现了循环剪切试验中出现的反向流变曲线的圆化及反向加载时屈服强度降低的现象，分析几组试验中不同阶段试件的应变硬化特性，循环剪切实验中的试样应变硬化指数随着循环次数的增加而增大，激光拼焊板试样在循环剪切过程中越来越接近理想弹性体。

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第1章 绪论

1.1引言

1.2国内外研究现状

1.3课题研究的目的与意义

1.4本文研究的主要内容及文章结构安排

第2章 拼焊板成形性理论

2.1引言

2.2材料屈服准则

2.3失效准则

2.4本章小结

第3章 激光拼焊板简单剪切试验设计

3.1引言

3.2试验前期准备

3.3简单剪切试验设计

3.4循环剪切试验设计

3.5本章小结

第4章 基于DIC技术的应变测量方法

4.1引言

4.2图像类型

4.3图像预处理

4.4二值图像形态学运算

4.5二值图像的数学形态学变换

4.6试验图像处理流程

4.7本章小结

第5章 试验结果分析

5.1单向拉伸试验结果分析

5.2简单剪切试验结果分析

5.3循环剪切试验结果分析

5.4应变硬化特性

5.5本章小结

总结与展望

一、全文总结

二、研究展望

参考文献

致谢

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