冷轧薄带材等效应力场模拟浪形模态的测试方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及冷轧薄带材等效应力场模拟浪形模态的测试方法及系统，方法包括：获取冷轧薄带材样品，对所述冷轧薄带材样品进行处理，形成原始散斑；对所述原始散斑进行质量检测和标定，并通过加热所述局部加热区域，模拟浪形演变过程，获得测试结果。本发明专利技术利用热应力模拟冷轧薄带材残余应力及浪形演变过程并进行记录，便于弹性屈曲理论及带材板形调控技术的研究。研究。研究。

【技术实现步骤摘要】
冷轧薄带材等效应力场模拟浪形模态的测试方法及系统


[0001]本专利技术涉及冷轧薄带材浪形非接触检测
，特别是涉及冷轧薄带材等效应力场模拟浪形模态的测试方法及系统。

技术介绍

[0002]冷轧薄带材凭借其优良的性能广泛的应用于汽车制造、机械制造、家用电器、电子仪表、建筑以及航空等领域，而随着各个行业的快速发展，对冷轧薄带材的量与质均提出了更高的要求。为满足这些需求，相关领域的研究人员在生产工艺、生产设备等方面均做出了卓越的贡献。研究发现，带材板形是制约冷轧薄带材产量与质量的众多因素中不容忽视的一个，一方面，板形是带材产品重要的质量指标；另一方面，板形也会对带材的后续工序产生影响，进而影响产品质量及成品率。
[0003]为得到板形良好的冷轧薄带材产品，对产品板形缺陷出现的机理进行研究便有其必要性。查阅相关文献可以知道，板形的影响因素众多，如：轧辊的弹性挠曲、轧辊的热变形、入口处的带材板形，工作辊与轧件间的弹性压扁等。但分析可知，这些影响因素的实质均是使薄带材产品产生不均塑性变形，带材内部出现残余应力，进而在分布形式不同的残余应力作用下产生不同的板形缺陷。如此，忽视不同外部影响的具体形式，而直接探究薄带材产品内部不同的残余应力分布形式与各种板形缺陷的对应关系，不失为一种研究板形缺陷理论的有效方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供了冷轧薄带材等效应力场模拟浪形模态的测试方法及系统，通过加热产生残余应力，模拟板形缺陷的演变过程，同时测试温度、应变、位移场等数据、得到浪形形态演变过程及几何特性参数，便于弹性屈曲理论及带材板形调控技术的研究。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]冷轧薄带材等效应力场模拟浪形模态的测试方法，包括：
[0007]获取冷轧薄带材样品，对所述冷轧薄带材样品进行处理，形成局部加热区域；
[0008]通过加热所述局部加热区域，获得模拟浪形模态参数，基于所述模拟浪形模态参数，模拟浪形演变过程，获得测试结果。
[0009]优选地，对所述冷轧薄带材样品进行处理，形成所述局部加热区域包括：
[0010]对所述冷轧薄带材样品进行表面去污和加热面抛光，并选取所述冷轧薄带材样品的观测面和加热面，在所述冷轧薄带材样品的加热面规划加热区域，并对所述加热区域进行喷涂，形成局部加热区域。
[0011]优选地，形成所述局部加热区域还包括：
[0012]对所述冷轧薄带材样品的观测面进行喷涂，遮盖表面光泽，并在喷漆层上方叠喷不同颜色的喷漆，制作不规则的散形斑点，形成原始散斑；
[0013]其中，通过所述加热区域的不同，模拟不同的浪形缺陷。
[0014]优选地，通过所述加热区域的不同，模拟不同的浪形缺陷包括：
[0015]加热所述加热面的第一预设宽度和轧制方向的全部，模拟中浪；加热所述加热面的第二预设宽度和轧制方向的全部，模拟边浪，加热所述加热面的第三预设宽度和轧制方向的全部，模拟四分之一浪；加热所述加热面的宽度和轧制方向所预设的面积，模拟局部浪。
[0016]优选地，加热所述局部加热区域之前包括：
[0017]基于Vic
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3D全场应变测试系统评价所述原始散斑的质量，通过标定板对质量合格的所述原始散斑进行标定，确定所述原始散斑的物理尺寸与像素之间的换算关系。
[0018]优选地，通过加热所述局部加热区域，获得模拟浪形模态参数包括：
[0019]将所述冷轧薄带材样品放置于观测台上，对所述局部加热区域进行加热，测试所述局部加热区域的温度场数据，通过设定的拍照触发条件和截止条件对所述局部加热区域进行拍照，获取所述冷轧薄带材样品的形状、位移以及应变数据；对所述温度场数据和所述冷轧薄带材样品的形状、位移以及应变数据进行对比分析，获取模拟浪形模态参数；
[0020]其中，所述模拟浪形模态参数包括发生变形的温度区间以及出现屈曲失稳的温度区间。
[0021]优选地，通过设定的所述拍照触发条件和所述截止条件对所述局部加热区域进行拍照包括：
[0022]基于温度信号触发拍照，当所述局部加热区域的温度低于所述发生变形的温度区间的左值时，间隔第一温度区间触发拍照，当所述局部加热区域的温度高于所述发生变形的温度区间的左值时，间隔第二温度区间触发拍照，当所述局部加热区域的温度高于所述屈曲失稳的温度区间的左值时，间隔第三温度区间触发拍照，当所述局部加热区域达到预设值后，停止触发拍照。
[0023]优选地，模拟浪形演变过程，获得所述测试结果包括：
[0024]基于所述发生变形的温度区间和所述出现屈曲失稳的温度区间，设定拍照触发条件和截止条件，通过设定所述拍照触发条件和所述截止条件，对所述冷轧薄带材样品进行拍摄，将所述冷轧薄带材样品的照片导入Vic
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3D全场应变测试系统进行数据处理，得到所述冷轧薄带材样品在通过局部加热所模拟的残余应力的作用下，获得测试结果；
[0025]其中，所述测试结果包括所述浪形缺陷的整个演变过程和几何特性参数以及所述冷轧薄带材样品的形状、位移和应变数据。
[0026]为实现上述目的，本专利技术提供了冷轧薄带材等效应力场模拟浪形模态的测试系统，包括：
[0027]夹持装置、红外发射装置、温度监测装置、图像捕捉装置、补光装置和图像处理装置；
[0028]所述夹持装置，用于将薄带材样品定位于观察位置；
[0029]所述红外发射装置，用于对所述薄带材样品进行加热；
[0030]所述温度监测装置，用于加热过程中记录所述薄带材样品的温度场数据，同时传递温度信号；
[0031]所述图像捕捉装置，用于加热过程中记录所述薄带材样品的浪形演变过程；
[0032]所述补光装置，用于在拍摄过程中进行灯光补偿；
[0033]所述图像处理装置，用于对所述图像捕捉单元所拍摄的照片进行后处理，获取所述薄带材样品在浪形演变过程中的几何特性参数、形状、位移及应变数据。
[0034]本专利技术的有益效果为：
[0035]本专利技术通过对板形良好的冷轧薄带材取样并表面清理、表面不规则散斑制作、表面喷涂高温黑色哑光喷漆形成局部加热区域、带材试样装夹、试样表面散斑质量评价和标定、加热产生残余应力，模拟板形缺陷的演变过程，同时测试温度、应变、位移场等数据、得到浪形形态演变过程及几何特性参数，便于弹性屈曲理论及带材板形调控技术的研究。
附图说明
[0036]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0037]图1为本专利技术实施例的冷轧薄带材等效应力场模拟浪形模态的测试方法的流程图；
[0038]图2为本专利技术实施例的模拟几种基本浪形的加热区域示意图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.冷轧薄带材等效应力场模拟浪形模态的测试方法，其特征在于，包括：获取冷轧薄带材样品，对所述冷轧薄带材样品进行处理，形成局部加热区域；通过加热所述局部加热区域，获得模拟浪形模态参数，基于所述模拟浪形模态参数，模拟浪形演变过程，获得测试结果。2.根据权利要求1所述的冷轧薄带材等效应力场模拟浪形模态的测试方法，其特征在于，对所述冷轧薄带材样品进行处理，形成所述局部加热区域包括：对所述冷轧薄带材样品进行表面去污和加热面抛光，并选取所述冷轧薄带材样品的观测面和加热面，在所述冷轧薄带材样品的加热面规划加热区域，并对所述加热区域进行喷涂，形成局部加热区域。3.根据权利要求2所述的冷轧薄带材等效应力场模拟浪形模态的测试方法，其特征在于，形成所述局部加热区域还包括：对所述冷轧薄带材样品的观测面进行喷涂，遮盖表面光泽，并在喷漆层上方叠喷不同颜色的喷漆，制作不规则的散形斑点，形成原始散斑；其中，通过所述加热区域的不同，模拟不同的浪形缺陷。4.根据权利要求3所述的冷轧薄带材等效应力场模拟浪形模态的测试方法，其特征在于，通过所述加热区域的不同，模拟不同的浪形缺陷包括：加热所述加热面的第一预设宽度和轧制方向的全部，模拟中浪；加热所述加热面的第二预设宽度和轧制方向的全部，模拟边浪，加热所述加热面的第三预设宽度和轧制方向的全部，模拟四分之一浪；加热所述加热面的宽度和轧制方向所预设的面积，模拟局部浪。5.根据权利要求4所述的冷轧薄带材等效应力场模拟浪形模态的测试方法，其特征在于，加热所述局部加热区域之前包括：基于Vic
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3D全场应变测试系统评价所述原始散斑的质量，通过标定板对质量合格的所述原始散斑进行标定，确定所述原始散斑的物理尺寸与像素之间的换算关系。6.根据权利要求4所述的冷轧薄带材等效应力场模拟浪形模态的测试方法，其特征在于，通过加热所述局部加热区域，获得模拟浪形模态参数包括：将所述冷轧薄带材样品放置于观测台上，对所述局部加热区域进行加热，测试所述局部加热区域的温度场数据，通过设定的拍照触发条件和截止条件对所述局部加热区域进行拍照，获取所述冷轧薄带材样品的形状、位移以及应变数据；对所述温度场数据和所述冷轧...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓，王江帆，任忠凯，张奇，王涛，赵雪霞，肖宏，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：