一种用视频引伸计测量拉伸变形材料伸长率的方法与流程

1.本发明涉及视频引伸计测定拉伸变形材料伸长率试验方法领域，具体涉及一种用视频引伸计测量拉伸变形材料伸长率的方法。


背景技术：

2.柔性材料在进行拉伸性能测试时，若采用机械夹持式引伸计测量伸长率，由于机械引伸计夹持工具对试样的夹持力的存在，经常会出现试样在引伸计的夹持点断裂，导致试验无效；同时试样塑性变形延展到引伸计的夹持点附近时，引伸计与初始夹持点之间会产生或大或小的相对滑移，造成实验结果的不准确。
3.另一种测量柔性材料拉伸测试中伸长率的设备为视频引伸计。视频引伸计通常由高速摄像机、补光单元、算法分析软件三部分组成，其原理为由高速摄像机对整个拉伸试验过程进行录像，通过识别试样上的特殊标记及其拉伸过程中的位置变化，用算法分析软件对结果进行分析，计算伸长率。
4.现有技术存在以下问题：从原理上来说，该方法可以避免机械引伸计导致的结果不准确，但是在实际工作过程中发现：对于测试塑性变形延伸至标线区域的材料，特征点会丢失或向未产生塑性变形的区域偏移，导致测试结果不准确，大大限制了视频引伸计的使用范围。


技术实现要素：

5.(一)发明目的
6.为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种用视频引伸计测量拉伸变形材料伸长率的方法，能有效解决引伸计标记点丢失或偏移的问题。
7.(二)技术方案
8.为解决上述技术问题，本发明提供了一种用视频引伸计测量拉伸变形材料伸长率的方法，包括以下步骤：
9.步骤一、在样品上固定间隔位置粘贴所述柔性胶粘材料，并将所述标记物粘贴于柔性胶粘材料之上，标记物的标记线中心位于柔性胶粘材料的中心位置；
10.步骤二、将粘贴好柔性胶粘材料与标记物的待检测所述样品夹持在试验机的两个试验机钳口之间，选择标记物的标记特征并分别定位两个标记的中心位置，连线后形成线探针，测量标记间初始间距；
11.步骤三、开始试验，试验机工作带动样品拉伸，实时测量线探针长度，视频引伸计采集实时图像通过中央处理器测算长度，通过通信端口传输至所述试验机；
12.其中，试验机和支架机构并列设置，所述试验机包括底座，所述底座的工作台拐角处安装有导柱，所述导柱的顶部安装有动力装置，所述动力装置的输出端安装有沿所述导柱滑动的横梁，所述横梁和所述底座的对称位置安装有试验机钳口；
13.两个所述试验机钳口之间夹持有样品，所述柔性胶粘材料(6)的厚度大于等于
1mm，所述样品的侧壁粘附有两个柔性胶粘材料，所述柔性胶粘材料的另一侧安装有标记物。
14.优选的，所述支架机构包括设置在所述底座一侧的立柱，所述立柱的内壁开设有滑槽，所述滑槽内滑动安装有滑座，所述滑座上安装有凸出的摄像支架，所述摄像支架上安装有靠近所述试验机钳口的视频引伸计，所述摄像支架的上方设置有安装在所述立柱上的补光支架，所述补光支架上安装有靠近所述试验机钳口的补光装置。
15.优选的，所述柔性胶粘材料伸长率大于1000％，随样品的变形而同步变形。
16.优选的，所述柔性胶粘材料的宽度或直径小于所述样品。
17.优选的，所述柔性胶粘材料为混合胶粘剂的丁基橡胶构件。
18.优选的，所述柔性胶粘材料为耐高温和耐低温构件，受外界温差影响较低。
19.优选的，所述标记物与所述柔性胶粘材料之间无剪切效应。
20.所述标记物标记中心需位于所述柔性胶粘材料中心位置；
21.其中；所述标记物的标记特征为“十”字型或为“米”字型标记，所述标记物与所述样品之间存在光强度差。
22.优选的，所述视频引伸计为相机或高速摄像机，所述补光装置邻近所述视频引伸计设置，补光端面和拍摄端面对应待检测的所述样品。
23.本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
24.1、试验方法通用性强，本发明申请的采用高伸长率柔性胶粘材料粘贴标记与视频引伸计相结合，使用物理方法追踪材料拉伸时的伸长，解决了材料拉伸过程中标记变形的追踪难题，将原有材料上标记随着伸长而变得虚化、不可追踪，变得可视化，易追踪；
25.2、简单标记的粘贴，省去了图像分析系统的额外运算量，表示简洁清晰，通过简单地捕捉定位，即可确定材料的伸长量，降低了对视频引伸计图像采集、图像处理的要求与难度，保证了定位的精度，通过简单的方法，解决拉伸变形材料的标记丢失，保证了测量精度，增加了与视频引伸计的适配性；
26.3、检测设备自动化的过程中，降低了成本，避开传统引伸计自动夹持的一些难题，增加了检测过程的可靠性，消除全自动机械引伸计存在的一些问题。
附图说明
27.图1为本发明一实施方式的立体结构示意图；
28.图2为本发明一实施方式的支架机构结构示意图；
29.图3为本发明一实施方式的样品安装结构示意图；
30.图4为本发明一实施方式的实施结构示意图；以及
31.图5为本发明的样品拉伸前及拉伸后的对比图。
32.附图标记：
33.1、试验机；11、底座；12、导柱；13、动力装置；14、横梁；15、试验机钳口；2、支架机构；21、立柱；22、滑槽；23、滑座；24、摄像支架；25、补光支架；26、斜杆；3、补光装置；4、视频引伸计；5、样品；6、柔性胶粘材料；7、标记物。
具体实施方式
34.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
35.如图1-3所示，本发明提出的一种用视频引伸计测量拉伸变形材料伸长率的方法，包括并列设置的试验机1和支架机构2，试验机1包括底座11，底座11的工作台拐角处安装有导柱12，导柱12的顶部安装有动力装置13，动力装置13的输出端安装有沿导柱12滑动的横梁14，横梁14和底座11的对称位置安装有试验机钳口15；
36.支架机构2包括设置在底座11一侧的立柱21，立柱21的内壁开设有滑槽22，滑槽22内滑动安装有滑座23，滑座23上安装有凸出的摄像支架24，摄像支架24上安装有靠近试验机钳口15的视频引伸计4，摄像支架24的上方设置有安装在立柱21上的补光支架25，补光支架25上安装有靠近试验机钳口15的补光装置3；
37.两个试验机钳口15之间夹持有样品5，样品5的侧壁粘附有两个柔性胶粘材料6，柔性胶粘材料6的另一侧安装有标记物7。
38.在本实施例中，柔性胶粘材料6搭配标记物7，柔性胶粘材料6能够粘附在待测试的样品5上，又能够粘附标记物7，随着待测试的样品5标记位置的伸长，柔性胶粘材料6也随之伸长，由于柔性胶粘材料6具有一定的厚度，因此在伸长的过程中，标记物7能够与待测试样品5的标记位置的相对位置保持一致，且标记物7也不会随着测试的进行而变形，从而获得准确的测量结果。
39.需要说明的是：
40.1、柔性胶粘材料6伸长率大于1000％，厚度大于等于1mm，对待测试样品5具有很好的粘附性，随样品5的变形而同步变形。
41.进一步的是：柔性胶粘材料6的横切面为矩形，柔性胶粘材料6的宽度小于样品5的宽度；
42.柔性胶粘材料6的直径小于样品5；
43.防止拉伸外力直接作用于柔性胶粘材料6导致干扰样品5的形变。
44.2、柔性胶粘材料6的主体材料为丁基橡胶构件，搭配特定含量胶粘剂混合使用，增强其粘结能力的同时，保持分子链的柔性和分子链间较弱的作用力，使其粘接面随试样伸长的同时，粘接面处胶粘材料随之同步变形，较远处胶粘材料不发生变形，保持初始相对位置的同时，也可保证标记物7始终处于中心位置，可精确识别，拉伸前后粘接面变化如图5所示。
45.在一个可选的实施例中，柔性胶粘材料6为耐高温和耐低温构件，受外界温差影响较低，适用于一定温度范围高低温箱中的试验。
46.需要补充的是：标记物7在本实例中所用材质为普通a4纸，可批量打印而出，也可人工制作。
47.作为替代的是：标记物7的材质也可以是任何反光性良好，便于粘贴和便于图像采集的材料，但不应是会随着胶粘材料变形而产生变形的材料。
48.进一步的是，标记物7为任意对称形状，标记中心需位于柔性胶粘材料6中心位置；
49.其中；标记物7的标记特征可为“十”字型标记，也可为“米”字型标记等对称交叉图案，方便进行中心点的定位，标记物7与样品5之间存在光强度差，方便拍摄内容的对比分析。
50.需要注意的是：标记物3被粘附在胶粘材料2上，胶粘材料2变形伸长时，标记物3无脱落现象。
51.进一步的是，视频引伸计4为相机或高速摄像机，补光装置3邻近视频引伸计4设置，如在附图中所示出的，补光装置3设置在视频引伸计4上方以便于给视频引伸计4的拍摄提供光源，补光端面和拍摄端面对应待检测的样品5。
52.如图4所示，一种用视频引伸计测量拉伸变形材料伸长率的方法，包括以下步骤：
53.步骤一、在样品5上固定间隔位置间隔25mm粘贴柔性胶粘材料6，并将标记物7粘贴于柔性胶粘材料6之上，标记线中心位于柔性胶粘材料6的中心位置；
54.步骤二、将粘贴好柔性胶粘材料6与标记物7的待检测样品5夹持在试验机1的两个试验机钳口15之间，选择特征标记并分别定位两个标记的中心位置，连线后形成线探针，测量标记间初始间距；
55.步骤三、开始试验，试验机1工作带动样品5拉伸，实时测量线探针长度，视频引伸计4采集实时图像通过中央处理器测算长度，通过通信端口传输至试验机1，形成实时曲线。
56.应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。