[發明專利]一種基于光透過測量技術的應變測量方法及其裝置

無效

• 申請號: 201010291496.4
• 申請日: 2010-09-25
• 公開（公告）號: CN101975555A
• 公開（公告）日: 2011-02-16
• 發明（設計）人: 姚磊江;鄭翔;童小燕;曾垂寬;趙凱;胡國鎮;魏佩佳
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

技術領域

本發明屬于機械領域中的應變測量方法及測量裝置，具體為一種基于光透過測量技術的應變測量方法及其裝置。

背景技術

目前機械領域中的應變測量方法主要有電阻應變法，使用機械式電子引伸計，以及采用激光全息干涉技術等等。但是電阻應變方法中由于受到應變片自身面積的影響，對表面積較小的試樣進行測量時往往不適用，而且應變片自身還有強度限制，當需要進行大形變測量時，電阻應變方法往往也不適用；而使用機械式電子引伸計時，需要夾在試樣上，被測面太小或太大都不適用，且所測材料的剛度必須足夠大，否則材料受引伸計作用產生的應變將影響材料自身的應變；激光全息干涉技術中設備較昂貴，并且在檢測時受機械振動、聲振動(如環境噪聲)以及環境光等的干擾大等等，因此需要在安靜、清潔的暗室中進行檢測，對環境要求很高。這些方法都不適合應用于小試驗面積材料、柔性材料和大形變情況應變的快速方便測量中。

發明內容

要解決的技術問題

為解決現有方法不適合應用于小試驗面積材料、柔性材料和大形變情況應變的快速方便測量中的技術問題，本發明提出一種基于光透過測量技術的應變測量方法及其裝置。

技術方案

所述的一種基于光透過測量技術的應變測量方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1、在試樣試驗段兩側固定兩根相互平行的剛性引針，剛性引針與試樣試驗段拉伸方向的中心軸線垂直，剛性引針長度大于試樣試驗段的寬度；

步驟2、采用光透式數字測微計測量兩根剛性引針間的距離S_l和S_r，以S_l和S_r的平均距離S＝(S_l+S_r)/2作為試樣試驗段的初始長度S，其中S_l和S_r的測量位置位于試樣試驗段兩側，且與試樣試驗段拉伸方向中心軸線的距離相等；

步驟3、拉伸試樣，采用光透式數字測微計實時測量兩根剛性引針間的距離S′_l和S′_r，測量位置與步驟2中測量位置相同，以S′_l和S′_r的平均距離S′＝(S′_l+S′_r)/2作為試樣試驗段的長度S′，通過公式ε′＝(S-S′)/S實時得到試樣試驗段的應變ε′；

步驟4、達到設定的拉伸力時，停止拉伸試樣，采用光透式數字測微計測量兩根剛性引針間的距離S″_t和S″_r，測量位置與步驟2中測量位置相同，以S″_l和S″_r的平均距離S″＝(S″_l+S″_r)/2作為試樣試驗段的最終長度S″，并通過公式ε″＝(S-S″)/S得到試樣試驗段的最終應變ε″。

本發明所述一種基于光透過測量技術的應變測量方法的優選方法，其特征在于：當試樣材料為金屬材料時，使用錫焊固定剛性引針；當試樣材料為非金屬材料時，使用粘膠固定剛性引針。

本發明所述一種基于光透過測量技術的應變測量方法的優選方法，其特征在于：剛性引針為粗細均勻的圓柱引針，且硬度至少達到45HRC。

一種實現本發明所述一種基于光透過測量技術的應變測量方法的裝置，其特征在于：包括金屬試驗臺和光透式數字測微計，金屬試驗臺通過底部的卡孔固定在試驗機平臺上，金屬試驗臺上部有兩個測微計安放槽，兩個測微計安放槽之間為對稱標記，對稱標記上方有對中槽，對中槽與對稱標記縱向中心軸線重合；光透式數字測微計放置在測微計安放槽內，且緊貼在對稱標記上；當帶有剛性引針的試樣加裝在試驗機上時，通過對中槽將試樣對中。

有益效果

本發明通過光透過測量技術測量剛性引針在拉伸過程中的距離變化，實現了對小試驗面積材料和大形變情況應變及應力的快速方便測量?？朔爽F有測量方法的缺陷，較好地彌補了幾種方法應用的盲區。

附圖說明

圖1：本發明的結構示意圖；

圖2：金屬試驗臺結構示意圖；

圖3：試驗機平臺示意圖；

圖4：光透式數字測微計測量原理圖；

圖5：狗骨形試樣的示意圖；