[發(fā)明專利]一種微裂紋微小張開位移的測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910088897.7
• 申請日: 2009-07-21
• 公開（公告）號: CN101608905A
• 公開（公告）日: 2009-12-23
• 發(fā)明（設計）人: 謝惠民;胡振興;王懷喜
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02;G01N3/00
• 代理公司: 北京鴻元知識產(chǎn)權代理有限公司
• 代理人: 邸更巖

1.一種微裂紋微小張開位移的測量方法，其特征在于該方法具體步驟如下：

1)將帶微裂紋的試件(3)放置在加載裝置(2)上，使激光器(1)發(fā)出波長為λ的光，并使激光入射通過微裂紋，在光強接收屏(4)上形成夫瑯禾費衍射條紋圖；

2)通過圖像采集攝像系統(tǒng)記錄不加載荷時接收屏上微裂紋的一幅狹縫衍射光強圖像，將該圖像作為初始光強圖像；

3)利用加載裝置對試件進行緩慢加載，微裂紋產(chǎn)生變形，使得裂紋張開，在加載過程中，通過圖像采集攝像系統(tǒng)記錄不同載荷下接收屏上微裂紋的多幅狹縫衍射光強圖像，根據(jù)這些光強圖像進行數(shù)字圖像分析；

4)將初始光強圖像作為參考圖像，從參考圖像中選取光強最均勻的一處作為光強計算的一維數(shù)據(jù)，不同載荷下得到的狹縫衍射光強圖像為目標圖像，在目標圖像中選取和參考圖像中相同的圖像坐標點的光強灰度值，得到各時刻的光強的一維數(shù)據(jù)，利用下式對這些數(shù)據(jù)作相關運算，

其中M為選擇光強子區(qū)的大小，x_n為參考圖像坐標，U表示光強圖的同一條紋前后的位移量，I′(x_n+U)、I(x_n)分別代表參考圖像和目標圖像光強，I_m、I′_m分別代表參考圖像和目標圖像整個子區(qū)的平均光強；

5)通過對C(U)進行極大值或極小值計算得到不同載荷下位移量U，通過一次線性擬合U，得到不同加載下的斜率S，S與微小裂紋張開位移變化量ε_T的關系用公式：表示，最終得到不同載荷下微裂紋微小張開位移量Δa＝ε_Ta，從而得出載荷-裂紋張開位移p-COD曲線，

其中x為光強接收屏上的坐標，ε_T為微小裂紋張開位移變化量，a為裂紋的原始寬度。

2.按照權利要求1所述的一種微裂紋微小張開位移的測量方法，其特征在于：所述微小裂紋張開位移變化量ε_T通過改變z和k來調節(jié)，ε_T、z和k的關系用下式表示：

U(k)=x′-x=-λza[Δa(a+Δa)]k=-λza(ϵT1+ϵT)k]]>

其中：z為微裂紋試件與光強接收屏的距離，k為衍射條紋級數(shù)。