一种自冲铆接头机械内锁区几何特征尺寸的测量方法技术

本发明专利技术涉及一种自冲铆接头机械内锁区几何特征尺寸的测量方法，属于金属构件的无损检测技术领域。利用超声显微镜首先计算超声波在下板材料中的传播速度，其次调整自冲铆接头的检测位置，再依照步骤顺序提取自冲铆接头不同界面的超声回波信号，并获取自冲铆接头机械内锁区、铆接凸台顶面、钉脚尖张开处的内径面的超声C扫图，最后利用图像阈值分割方法得到钉脚尖张开处的内径面的二值化图，进而计算自冲铆接头的钉脚张开度L，并根据铆接凸台顶面和钉脚尖的内径面的超声回波信号的时间差计算自冲铆接头的残余底厚T。本发明专利技术为自冲铆接头的质量评价提供了一种高精度、全面、高效的无损检测方法。

A method of measuring the geometric characteristic dimension of the inner lock area of self piercing riveting joint

【技术实现步骤摘要】
一种自冲铆接头机械内锁区几何特征尺寸的测量方法
本专利技术涉及一种自冲铆接头机械内锁区几何特征尺寸的测量方法，属于金属构件的无损检测

技术介绍
自冲铆(Self-PiercingRiveting，SPR)是一种薄板材料新型冷压嵌铆连接技术，构件成型过程中通过冲头将一个半中空铆钉压入被连接板材，铆钉腿端部在嵌入板件过程中向四周张开，形成铆扣机械内锁结构。自冲铆连接技术具有工序简单、连接强度高、可实现异种材料连接等特点，近年来在航空、汽车结构制造领域得到重视，尤其在汽车轻量化设计制造方面，自冲铆被誉为下一代新型连接技术。自冲铆接头机械内锁结构是指接头成型过程中发生形变的铆钉与铆钉相邻的板材形成的区域，此区域的结构几何特征尺寸，如“钉脚张开度”、“残余底厚”等，是影响自冲铆接头失效载荷、失效位移、能量吸收值、疲劳强度、刚度及密封防蚀性能的重要参数，也是其质量评价中重要指标。目前测量自冲铆接头钉脚张开度及残余底厚最为普遍的方法是：通过剖切自冲铆接头子午面，直观地对钉脚张开度及残余底厚进行测量，但对自冲铆接头进行了破坏，且测量精确度低、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自冲铆接头机械内锁区几何特征尺寸的测量方法，其特征在于：/nStep1：计算超声波在自冲铆接头下板材料中的传播速度v；/nStep2：调整自冲铆接头的检测位置；/nStep3：利用超声显微镜提取自冲铆接头机械内锁区的超声回波信号，对内锁区进行定位并获取超声C扫图；/nStep4：在机械内锁区内提取铆接凸台顶面的超声回波信号，对铆接凸台顶面进行定位并获取超声C扫图，所述铆接凸台顶面为自冲铆接头机械内锁区中下板的凸出的顶面；/nStep5：在铆接凸台顶面内提取钉脚尖张开处的内径面的超声回波信号，对钉脚尖张开处的内径面进行定位并获取超声C扫图，所述钉脚尖张开处的内径面为钉脚尖伸入下板材料中铆...

【技术特征摘要】
1.一种自冲铆接头机械内锁区几何特征尺寸的测量方法，其特征在于：
Step1：计算超声波在自冲铆接头下板材料中的传播速度v；
Step2：调整自冲铆接头的检测位置；
Step3：利用超声显微镜提取自冲铆接头机械内锁区的超声回波信号，对内锁区进行定位并获取超声C扫图；
Step4：在机械内锁区内提取铆接凸台顶面的超声回波信号，对铆接凸台顶面进行定位并获取超声C扫图，所述铆接凸台顶面为自冲铆接头机械内锁区中下板的凸出的顶面；
Step5：在铆接凸台顶面内提取钉脚尖张开处的内径面的超声回波信号，对钉脚尖张开处的内径面进行定位并获取超声C扫图，所述钉脚尖张开处的内径面为钉脚尖伸入下板材料中铆钉管腿的内径面处；
Step6：利用图像阈值分割方法得到钉脚尖张开处的内径面的二值化图，进而计算自冲铆接头的钉脚张开度L；
Step7：根据铆接凸台顶面和钉脚尖的内径面的超声回波信号的时间差计算自冲铆接头的残余底厚T。


2.根据权利要求1所述的自冲铆接头机械内锁区几何特征尺寸的测量方法，其特征在于所述Step1具体为：使用千分尺测量自冲铆接头的下板的厚度n，将下板水平放置，移动超声探头至下板的正上方，分别记录下板的上表面与下表面的超声回波信号的时间t1和t2，超声波在下板中的传播速度v的计算公式为：v＝2n/(t2-t1)。


3.根据权利要求1所述的自冲铆接头机械内锁区几何特征尺寸的测量方法，其特征在于所述Step2具体为：将铆接好的自冲铆接头倒置，即：自冲铆接头的下板朝上、上板朝下，超声探头的底面与自冲铆接头的下板的下表面相对，并保证自冲铆接头机械内锁区水平。


4.根据权利要求1所述的自冲铆接头机械内锁区几何特征尺寸的测量方法，其特征在于所述Ste...

【专利技术属性】
技术研发人员：王凯伟，曾凯，何晓聪，邢保英，孙晓婷，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南;53