【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及试验机控制，尤其涉及一种杯突试验机的控制方法及系统。
技术介绍
1、杯突试验是一种用于评估金属板材塑性变形能力的标准实验方法。通过冲压装置在板材表面施加逐渐增大的载荷，观察板材在冲压过程中是否出现裂纹或破裂，从而判断材料的成形性和抗裂性能。该试验广泛应用于汽车、航空、建筑等领域，以确保材料在实际应用中的可靠性和耐用性。
2、传统的杯突试验机控制方案通常采用简单的力或位移控制策略，结合传感器数据实时监控试验进程。例如，当检测到冲压负荷达到预设的最大值或位移达到极限值时，控制系统会自动停止冲压装置的运行，以保护设备和试样。然而，这些控制方案往往只关注最终的力或位移极值，忽视了在试验过程中可能发生的材料异常变形或裂缝产生的早期信号。图像采集装置虽然用于记录试验过程，但通常只是用于事后分析，而未能在试验过程中实时提供有价值的反馈。
3、现有的杯突试验机控制方案虽然同时采集了位移、负荷以及视频数据，但这些数据通常是独立分析的，缺乏一种有效的整合方法来实时获取试样的状态信息，从而导致获取的杯突试验结果不精准。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种杯突试验机的控制方法及系统，用以解决现有技术缺乏有效的整合方法来实时获取试样的状态信息，从而导致获取的杯突试验结果不精准的问题。
2、第一方面，本专利技术实施例提供了一种杯突试验机的控制方法，所述杯突试验机包括机架、冲压装置、固定装置、传感器和图像采集装置，其中，所述冲压装置包括依次连
3、根据板状试样的材料参数，获取所述板状试样的夹紧负荷值以及所述杯突试验机的试验控制参数，其中，所述试验控制参数包括冲压速度、最大冲压负荷值和最大位移值；
4、根据所述夹紧负荷值，通过所述试样夹持机构对放置于所述试样固定底座上的板状试样进行夹持；
5、根据所述试验控制参数，控制所述冲压装置对所述板状试样进行杯突试验，并控制所述传感器和所述图像采集装置在所述杯突试验的过程中进行数据采集，得到实际位移值、实际负荷值和板状试样的杯突试验视频数据；
6、当所述实际位移值和/或实际负荷值满足预设停机条件时，控制所述冲压装置停机；
7、根据所述实际位移值、所述实际负荷值和所述杯突试验视频数据，得到所述板状试样的杯突试验结果。
8、优选地，根据板状试样的材料参数，获取所述板状试样的夹紧负荷值以及所述杯突试验机的试验控制参数，包括：
9、获取所述板状试样的材料参数和所述冲压头的尺寸参数，其中，所述材料参数包括：材料类型和材料厚度；
10、根据所述冲压头的尺寸参数，确定冲压区域截面积；
11、根据所述材料类型，获取所述板状试样的弹性模量、屈服强度、抗拉强度、硬度和延伸率；
12、根据所述屈服强度、所述弹性模量和所述材料厚度，确定所述冲压速度；
13、根据所述屈服强度、所述材料厚度以及所述冲压区域截面积，确定所述最大冲压负荷值；
14、根据所述延伸率和所述材料厚度，确定所述最大位移值；
15、根据所述材料厚度和所述硬度，确定初始夹紧负荷值；
16、若所述初始夹紧负荷值大于等于预设夹紧负荷阈值，则以所述初始夹紧负荷值作为所述夹紧负荷值；
17、若所述初始夹紧负荷值小于所述预设夹紧负荷阈值，则根据所述预设夹紧负荷值设置所述夹紧负荷值。
18、优选地，所述根据所述试验控制参数，控制所述冲压装置对所述板状试样进行杯突试验，并控制所述传感器和所述图像采集装置在所述杯突试验的过程中进行数据采集，得到实际位移值、实际负荷值和板状试样的杯突试验视频数据，包括：
19、根据所述冲压速度、最大冲压负荷值以及所述板状试样的材料类型，确定目标润滑油；
20、将所述目标润滑油均匀涂覆在所述板状试样和所述冲压头的表面；
21、根据所述冲压速度，确定所述位移传感器和所述压力传感器的采样频率，其中，所述采样频率和所述冲压速度呈正相关；
22、根据所述冲压速度控制所述冲压装置对所述板状试样进行冲压；
23、根据所述采样频率控制所述位移传感器和所述压力传感器分别采集的冲压过程中的实际位移值和实际负荷值，并控制所述图像采集装置获取冲压过程中所述板状试样的视频，得到杯突试验视频数据。
24、优选地，所述当所述实际位移值和/或实际负荷值满足预设停机条件时，控制所述冲压装置停机，包括：
25、根据预设滤波算法对所述实际位移值和所述实际负荷值进行滤波，得到滤波位移值和滤波负荷值；
26、根据所述滤波位移值和所述滤波负荷值进行曲线拟合，实时获取压力-位移关系拟合曲线；
27、根据预设滑动窗口分别计算所述滤波位移值和所述滤波负荷值的变化率，得到位移变化率和负荷变化率；
28、根据所述压力-位移关系曲线和所述实际负荷值进行残差分析，得到负荷残差值；
29、判断所述负荷残差值、所述位移变化率和所述负荷变化率是否满足所述预设停机条件，其中，所述预设停机条件包括：所述负荷残差值的绝对值大于预设残差阈值，且所述负荷变化率小于负荷变化率阈值和/或所述位移变化率大于位移变化率阈值；
30、当满足所述预设停机条件时，控制所述冲压装置停机。
31、优选地，所述判断所述负荷残差值、所述位移变化率和所述负荷变化率是否满足所述预设停机条件，包括：
32、根据所述预设滑动窗口和所述滤波位移值，获取所述预设滑动窗口内的位移均值和位移标准差；
33、根据所述预设滑动窗口和所述滤波负荷值，获取所述预设滑动窗口内的负荷均值和负荷标准差；
34、根据所有所述预设滑动窗口内的位移均值和位移标准差进行第一动态阈值计算，得到所述位移变化率阈值；
35、根据所有所述预设滑动窗口内的负荷均值和负荷标准差进行第二动态阈值计算，得到所述负荷变化率阈值；
36、根据所述负荷变化率阈值、所述位移变化率阈值和预设残差阈值，判断是否满足所述预设停机条件。
37、优选地，所述根据所述实际位移值、所述实际负荷值和所述杯突试验视频数据，得到所述板状试样的杯突试验结果，包括：
38、根据所述冲压装置停机前的所有实际负荷值，得到负荷值序列；
39、根据所述冲压装置停机前的所有实际位移值，得到位移值序列；
40、响应于所述杯突试验视频数据满足预设试验成功本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种杯突试验机的控制方法，其特征在于，所述杯突试验机包括机架、冲压装置、固定装置、传感器和图像采集装置，其中，所述冲压装置包括依次连接的冲压头和液压驱动机构，所述液压驱动机构用驱动所述冲压头对板状试样进行冲压，所述固定装置与所述机架固定连接，所述固定装置包括试样固定底座和固定设置于所述试样固定底座上的试样夹持机构，所述试样固定底座设置有冲压头过孔，所述图像采集装置设置于所述机架，所述传感器包括位移传感器和压力传感器，所述位移传感器用于获取所述冲压头的位移，所述压力传感器用于获取施加在板状试样上的载荷，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的杯突试验机的控制方法，其特征在于，根据板状试样的材料参数，获取所述板状试样的夹紧负荷值以及所述杯突试验机的试验控制参数，包括：
3.根据权利要求1所述的杯突试验机的控制方法，其特征在于，所述根据所述试验控制参数，控制所述冲压装置对所述板状试样进行杯突试验，并控制所述传感器和所述图像采集装置在所述杯突试验的过程中进行数据采集，得到实际位移值、实际负荷值和板状试样的杯突试验视频数据，包括：
4.根据权利要求1
5.根据权利要求4所述的杯突试验机的控制方法，其特征在于，所述判断所述负荷残差值、所述位移变化率和所述负荷变化率是否满足所述预设停机条件，包括：
6.根据权利要求1-5任一项所述的杯突试验机的控制方法，其特征在于，所述根据所述实际位移值、所述实际负荷值和所述杯突试验视频数据，得到所述板状试样的杯突试验结果，包括：
7.根据权利要求6所述的杯突试验机的控制方法，其特征在于，所述响应于所述杯突试验视频数据满足预设试验成功条件，根据所述负荷值序列和所述位移值序列，对所述杯突试验视频数据进行裁剪，获取目标杯突试验视频数据，包括：
8.根据权利要求7所述的杯突试验机的控制方法，其特征在于，所述根据所述第一图像和所述第二图像，判断杯突试验是否满足所述预设试验成功条件包括：
9.根据权利要求6所述的杯突试验机的控制方法，其特征在于，所述根据所述目标杯突试验视频数据、所述负荷值序列和所述位移值序列，得到所述杯突试验结果，包括：
10.一种杯突试验机的控制系统，其特征在于，所述控制系统用于控制杯突试验机，所述控制系统包括：图像采集模块、控制模块、冲压模块、传感器模块和电源模块，所述冲压模块用于控制冲压装置对板状试样进行冲压，传感器模块用于控制传感器实时监测施加在板状试样上的载荷和位移，所述电源模块用于控制电源对所述控制系统进行供能，所述图像采集模块用于采集杯突实验过程中的视频数据，所述控制模块用于执行权利要求1-9任一项所述的杯突试验机的控制方法。
...【技术特征摘要】
1.一种杯突试验机的控制方法，其特征在于，所述杯突试验机包括机架、冲压装置、固定装置、传感器和图像采集装置，其中，所述冲压装置包括依次连接的冲压头和液压驱动机构，所述液压驱动机构用驱动所述冲压头对板状试样进行冲压，所述固定装置与所述机架固定连接，所述固定装置包括试样固定底座和固定设置于所述试样固定底座上的试样夹持机构，所述试样固定底座设置有冲压头过孔，所述图像采集装置设置于所述机架，所述传感器包括位移传感器和压力传感器，所述位移传感器用于获取所述冲压头的位移，所述压力传感器用于获取施加在板状试样上的载荷，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的杯突试验机的控制方法，其特征在于，根据板状试样的材料参数，获取所述板状试样的夹紧负荷值以及所述杯突试验机的试验控制参数，包括：
3.根据权利要求1所述的杯突试验机的控制方法，其特征在于，所述根据所述试验控制参数，控制所述冲压装置对所述板状试样进行杯突试验，并控制所述传感器和所述图像采集装置在所述杯突试验的过程中进行数据采集，得到实际位移值、实际负荷值和板状试样的杯突试验视频数据，包括：
4.根据权利要求1所述的杯突试验机的控制方法，其特征在于，所述当所述实际位移值和/或实际负荷值满足预设停机条件时，控制所述冲压装置停机，包括：
5.根据权利要求4所述的杯突试验机的控制方法，其特征在于，所述判断所述负荷残差值、所述位移...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘杰，梁廷峰，张艳龙，曾凡勇，王博，
申请(专利权)人：深圳三思纵横科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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