T_CWAN 0101-2024 基于数字图像相关技术的微细金属丝材拉伸性能测试方法.docx

CWAICS25.160.01CCSJ33团体标准T/CWAN01012024基于数字图像相关技术的微细金属丝材拉伸性能测试方法DIC-IiascdtestmethodIortensilePraoPErtieSofnic11)metalwires202D205发布2024H-01蛾中国焊接协会发布目录前sII他眼2现范性引用文件3术语和定义4符号5测试系统和原理26试样制备37试验程序48试验结果69试验报告6PfJ录A（资料性）检测报告示例8本文件按照GB/Tl.1-2020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起正本文件的某些内容可能涉及专利.本文件的发布机构不承担识别专利的田任，本文件由中国炜接协会提出并归口。本文件起草垠位：南昌航空大学、淅大城市学院、景庆科技大学、贵州航天天马机电科技有限公司、哈尔滨职业技术学院、中国机械总院集团哈尔滨焊接研究所彳限公司.本文件主要起草人：陈玉华、史丽婷、谢占林、张龙、许明方、张体明、石燕栋、张世一、李文凯、戈军委、郑敏、王浪滨、武则博、王善林、曲浩、魏明知、朱闾、于乔泮.基于数字图像相关技术的微细金属丝拉伸性能涌试方法1范Bl本文件规定了微细金属丝材拉伸性能测试系统和原理、试样制备、试验程序、试脸结果和试验报告等内容，本文件适用于直径为0.3mm-1.6mm微细金陋线材通过数字图像相关技术进行拉仲性能测试.2规葩性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款,其中.注H期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件：不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T228.1金属材料拉伸试脸第1部分室温试验方法CB/T1O623金亚材料力学性能试验术语JJG139拉力、压力和万能试骁机检定规程JJG475电子式万能试脸机检定规程JJG1063电液伺服万能试验机检定规程3*三½5tGB/T10623中界定的以及下列术诏和定义适用于本文件.标距（1.）gaugelength在测试的任一时刻，用于测玳限样伸长的平行部分长庾，12原始标距（1.o）originalgaugeIcnglh室温下施力前的试样标距.13，后标距（l4i>final网UgClCnKthacrfracture在室温下将断后的两部分试样紧密对接在一起,保证两部分的轴线位于同一条出线上测知试样断裂后的标距.14量大力IFmimaximumforce（连续屈服的金屈材料试验期间试样所承受的最大的力.（不连续屈限的金属材料）在加工硬化开始之后，试样所承受的蛀大的力,注1：对于呈现不连续屈服的材朴加果没有加I.硝匕本文件不定义Rn.1.5抗拉强度（Rm）tensilestrength相应最火力Fm时应的应力，1.6伸长（A1.lcIongation试验期间任一时期原始标h的增I七1.7断后伸长率（AJperccntaReelongationafterfracture断后标跑的残余伸长与原始标环（1.o）之比，以f表示,1.8敷字期*相关技术OlQdlgitallcorrelation数字图像相关技术又称效散药相关技术,是将试件变形前后的两曲数字图像的过相关计竟获收但兴趣区域变形信息的技术.4 m表1给出了微细金属丝R伸性使测试过程中所使用的符号及相应的说明4M符号及说明符号说明单位1.o试样IR-标距长度,1.u试样断后标般的妓余伸长.1.试样C长度do试择径So试样原妁横截而枳tmaFn收大力NKn抗拉强度MPaA1.试择断后伸长.A断后惮长率(Ti试样炕VP试样材料密度*0r?5 箕系缜和原理5.1 DKWKMtt数字图像相关技术通过非接触式、基于视觉的全场测量方法对微细金剧丝拉伸性能进行DlC测试系统应由计算机、控制罂、数码相机、I.ED光豫和拉伸试验机扭成,如图】所示.拉伸左½机fMWHIfilS1败字BB假相对HE电&成6 2DieXtCKS敌理可以用于分析物体的形变和变形，当物体受到外力或变形时，敌风图案也会发生相应变化.因此，可以分别在金展丝两端标距处贴上硬纸板，然后通过数码相机时金属丝拉伸过程中两块纸板的运动过程进行施捉，如图2所示.由于纸板是整体发生位移变化,因此在拉伸试始结束后，在两块纸板上选取特定区域作为当前计算点的干区,可以间接计尊出金属”试样在拉伸过程中位移的变化.的敷字EMl相关法计3位考皿6C*M41试样通常为产品的一部分.不经过机加工.如需要机加工陶山供需双方协商确定试样的形状.6.2试样的尺寸6.2.1对干需要测定断后伸长率的微细金属做试样,原始标距1.。应取20011m±2mn或Io(In三±Irmu试验机两夹头之间的距离应至少为1.S2Omm.6.2.2如不隔制定断后伸长率,两夹头间的最小自由长度可以为50m.6.2.3当样乩长度不能满足6.2.1和6.2.2要求时由佻儒双方加商确定试样的原始标距和试睑机两夹关之间的距禹。6. 3取样要求试样选取时应仔细观察，确保待测金属丝上不存在影响试验结果的机械损伤和弯折,如以盘关交货的产品,可进行矫E1.样品足够长时,试样应在距丝材头端300皿以上收取,当制要取多个试验时，抑个试样间距不得小于300nun:64原始横嵌面积的定原始横裁而枳的测定应推编到±1%.对于圆形横豉面的产品，应在两个相互乖口方向测H试样的白.径，取其打术平均依计算横豉面枳，可以根据测后的试样长度、试样版H和材料径度，按照公式（I）确定其原始横截面积：i0002n1P1.7试验程序7.1试样笠夹将试样安装在试验夹具上，装配时要保持试样自由卜垂且平面.必要时可对待测试样施加定的预收荷以将其拉百,但假观荷大小不应超过试样及大力的5%.7. 2散超制备选取两块适当尺寸的方形硬纸板.故技制作前应确保候纸板表面平整干净,喷漆操作需要遵守相关的安全操作规范和环境保护要求.在合适的环境下，保持适当的喷漆距符和角度进行散斑制作.首先，将不反光白漆均匀覆靛于硬纸板衣面：待白漆风干后，将不反光黑法均匀且分散的叠加I于白漆之上.恃完全以干后对散堤进行观察,施保硬纸板仍然平整，且表面喷漆层厚度致，斑点尺寸和分布均匀.7. 3散斑亥量检查待硬纸板衣面油漆完全干燥后密检杳散斑标记的桢嫉和准确性理想的救火图案是离对比度、Ift斑点分6Ia机、改斑尺寸大小一致、且表面黑白分布密度等量.74硬纸板鞋烧放X待试样装夹到拉伸机井调试完成后，将硬纸板通过胶水粘在待测丝材样品上,为了方便后续计灯样品的延伸率，应保证两块硬纸板中心战和两端标距位置由合，并且调整两块硬纸板的位班，保证两块硬纸板与数码相机在同一平面,由于DIC二维测试仪使用一台相机，因此必须保证待测区仅在平面内移动,并且确保两块纸板在轨伸前后始终在相机视野报困内.如果测试不符合上述原则,则能要进行调整.T/CIAN010120247.5SlkttafixMv在测试开始和施加我荷之前，需通过标定板校准DlC相机系统，如图I所示.将标定板放出在待测丝材附近相机视野中的任意方向，并在徒个方向拍摄一帼图像（需要7幅以上），这些图像用作DIC分析中的璃准图像，标定完成后，在静止状态下拍摄几张照片进行计算，若计算的位移公图均匀旦接近于0（或应变小于0.01%），则说明标定成功。拧无法形成均匀应变公图，则需要调整数码相机位置和角度或调节光照强度，对相机正新进行标定。试蛤过程中的采架频率参考微细金属丝材拉仰速率华况确定，通常为170fps.7.6TaWiHt子集选取应尽可能用或硬纸板以降低试验误差.微细金属丝材在拉伸过程中位格的计算足以数据点为单位的，且这些数据点由步长分开,应在保证不影响后续特定数据点的前提下进行提取.子集和步长大小根据硬纸板尺寸进行设置。7.7IMWtIt拉伸试验机应按JjGI39、JJG475、JJGlo63要求进行检定,拉伸试验机分级应不低于I级.试验所用力值范用应在被检范困以内。试股应依据GB/T228.1规定对试样进行连续加载,在试样断裂时确定用大力Fnu7.½sm通过DlC软件对拉伸前后图像进行处理,褥到图3示例所示的位移分布云图.计圆后的图像应显示出近乎相同的窿色分布，以表明两块纸板是整体发生位移,B.239O.OCOIrWnHl拉伸前OOO436OCOOOO4校选我位置0.0001（八）拉伸前（上部）：（b）拉伸后（上部）；（C）拉伸前（下部）：（d）拉伸后（下部）0.000,T-rr0.CO)IHIIg-mIl-I1IiIlj办）/0.000图3通过DlC计算出上/下纸板在拉伸试验开始/结束时的位移为了获得试样在拉伸结JU后实际的伸长率，分别在上部和下部的网格上沿X方向选取一条直线（图3c和d中示例），需保证所选取的直线与实际题材中标跑位置就合.根据网格大小可以在直线上得到一系列等间距的像素点.从而将纽材在拉伸过程中的位移变化等效为上下两部分直线在Y方向的相对位移.计算的位移数抠林确到小数点后3位.通过DlC娱统记录所选取直线在经M拉伸试验脑后相对原始位置的变化可以得出断后标距1.u.如图4所示.志2MJ,Ar（八）±S(b>下部图4通过DlC计算的（S3中所选直线在拉伸前后位移变化8试验结果根据公式2）计算抗拉强度：RjtS根据公式（3）和公式（4）计切断后伸长率：1.=1.4-1./<=xl001.当出现下列情况之一者其试验结果无效，应血新试验“（D试样断裂在标扼段以外.造成性能不合格：（2）由于操作不当,出现试样打滑或机械损伤等影响试脸结果准融性的情况I（3）测试过程中硬纸板发生非平面旋转或测试结果显示位移不均匀：9试验报告试验完成后应在报皆中体现以卜信息:G依据标准名在:b）材料的类型：C）试样原始标题、试较速率：d）试样初始戴面积.单位为口十：e）见大力,单位为N;D抗拉强度.电位为MP式R）断后钟长率,单位为KT/CTAN01012024相同试验参数下应进行3次或以上重发试麟以保证数据结果准确性，试验典怨的试验报告示例在附录A中给出。附录R（资料性）检测报告示例端号：试验温度：私IM金JUt材拉伸试险结果试样号原始标距1.o三n业面积SoZmn试的速率nia/nin断后仲长率A/%最大力F11N抗拉强度RniZMPa说明W：（签名和日期检测：（釜名和日期）