[發(fā)明專利]隨載下材料微觀組織結(jié)構(gòu)實(shí)時(shí)圖像觀測(cè)采集平臺(tái)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310556713.1
• 申請(qǐng)日: 2013-11-11
• 公開（公告）號(hào): CN103592182A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王紅軍;黃國(guó)鋼;趙潤(rùn)茂;唐之富;鄒湘軍;陳燕;熊俊濤;夏紅梅;談建豪;張炳超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/06
• 分類號(hào): G01N3/06
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 楊曉松

1.隨載下材料微觀組織結(jié)構(gòu)實(shí)時(shí)圖像觀測(cè)采集平臺(tái)，其特征在于：包括用于對(duì)材料進(jìn)行加載并獲取材料力學(xué)數(shù)據(jù)的加載裝置、用于觀測(cè)和拍攝材料微觀組織結(jié)構(gòu)圖像的圖像觀測(cè)捕獲裝置、用于使圖像觀測(cè)捕獲裝置沿X向和／或Y向移動(dòng)的XY雙坐標(biāo)微控移動(dòng)裝置以及用于對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的PC機(jī)；所述圖像觀測(cè)捕獲裝置固定連接在XY雙坐標(biāo)微控移動(dòng)裝置上，所述XY雙坐標(biāo)微控移動(dòng)裝置的XY平面與材料待觀測(cè)面平行布置，所述圖像觀測(cè)捕獲裝置和加載裝置分別通過數(shù)據(jù)線與PC機(jī)連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隨載下材料微觀組織結(jié)構(gòu)實(shí)時(shí)圖像觀測(cè)采集平臺(tái)，其特征在于：所述加載裝置包括萬能材料試驗(yàn)機(jī)以及一組角度可調(diào)的多功能夾具，該組多功能夾具由兩個(gè)多功能夾具組成，所述兩個(gè)多功能夾具相互對(duì)稱，并分別安裝在萬能材料試驗(yàn)機(jī)的上壓頭和下壓盤處，所述萬能材料試驗(yàn)機(jī)通過數(shù)據(jù)線與PC機(jī)連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隨載下材料微觀組織結(jié)構(gòu)實(shí)時(shí)圖像觀測(cè)采集平臺(tái)，其特征在于：所述圖像觀測(cè)捕獲裝置包括顯微鏡和數(shù)字CCD攝像機(jī)，所述顯微鏡的物鏡端與材料的待觀測(cè)面正對(duì)，目鏡端與數(shù)字CCD攝像機(jī)鏡頭對(duì)接；所述數(shù)字CCD攝像機(jī)通過數(shù)據(jù)線與PC機(jī)連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隨載下材料微觀組織結(jié)構(gòu)實(shí)時(shí)圖像觀測(cè)采集平臺(tái)，其特征在于：所述XY雙坐標(biāo)微控移動(dòng)裝置包括X向螺旋測(cè)微器、X向觸塊、一組X向?qū)к墶向螺旋測(cè)微器、Y向觸塊、一組Y向?qū)к墶⑸蠈又Ъ堋⑾聦又Ъ堋⒗鞆椈梢约坝糜诠潭▓D像觀測(cè)捕獲裝置的固定架，所述一組X向?qū)к売蓛蓷lX向?qū)к壗M成，所述兩條X向?qū)к壪嗷?duì)稱，并分別固定在上層支架的上部邊框和下部邊框上，所述每條X向?qū)к壣喜贾糜幸粋€(gè)X向滑塊，所述X向滑塊與固定架固定連接；所述一組Y向?qū)к売蓛蓷lY向?qū)к壗M成，所述兩條Y向?qū)к壪嗷?duì)稱，并分別固定在下層支架的左部邊框和右部邊框上，所述每條Y向?qū)к壣喜贾糜幸粋€(gè)Y向滑塊，所述上層支架通過Y向滑塊與Y向?qū)к壪噙B；所述X向螺旋測(cè)微器通過螺釘固定在上層支架的右部邊框上，所述固定架的下層安裝有螺釘，所述拉伸彈簧的一端與固定架下層安裝的螺釘勾連，另一端與固定X向螺旋測(cè)微器的螺釘勾連，所述X向觸塊固定在固定架的側(cè)方，所述X向螺旋測(cè)微器上的X向螺旋桿在拉伸彈簧的作用下與X向觸塊定位面相接觸；所述Y向螺旋測(cè)微器通過螺釘固定在下層支架的下部橫框上，所述Y向觸塊固定在上層支架的下部邊框的側(cè)方，所述Y向螺旋測(cè)微器上的Y向螺旋桿頂住依靠上層支架自重作用下的Y向觸塊定位面。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的隨載下材料微觀組織結(jié)構(gòu)實(shí)時(shí)圖像觀測(cè)采集平臺(tái)，其特征在于：所述每個(gè)多功能夾具包括基板、左主夾板、右主夾板、左副夾板、右副夾板、左合頁、右合頁、左墊塊及右墊塊；所述左主夾板與右主夾板之間通過銷軸鉸接，形成一個(gè)角度可調(diào)的V型張口；所述左主夾板與左副夾板之間通過左合頁相連，所述右主夾板與右副夾板之間通過右合頁相連；所述左墊塊安裝在基板與左副夾板之間，所述基板、左副夾板和左墊塊通過第一螺栓固定在一起；所述右墊塊安裝基板與右副夾板之間，所述基板、右副夾板和右墊塊通過第二螺栓固定在一起。

6.隨載下材料微觀組織結(jié)構(gòu)實(shí)時(shí)圖像觀測(cè)采集方法，其特征在于包括以下步驟：

1)根據(jù)材料大小，選取合適高度的墊塊以調(diào)整兩個(gè)多功能夾具的V型張口角度，將材料裝夾在萬能材料試驗(yàn)機(jī)下壓盤處的多功能夾具上；

2)通過旋轉(zhuǎn)X向螺旋測(cè)微器和／或Y向螺旋測(cè)微器來調(diào)節(jié)顯微鏡的位置，并調(diào)節(jié)顯微鏡物鏡鏡筒高度，使材料出現(xiàn)在顯微鏡視野；

3)開啟萬能材料試驗(yàn)機(jī)，設(shè)置加載參數(shù)，對(duì)材料實(shí)施加載，通過萬能材料試驗(yàn)機(jī)傳感器獲取材料力學(xué)數(shù)據(jù)，同時(shí)控制數(shù)字CCD攝像機(jī)通過顯微鏡關(guān)聯(lián)捕獲材料微觀組織結(jié)構(gòu)圖像；

4)通過數(shù)據(jù)線將采集到的材料力學(xué)數(shù)據(jù)和微觀組織結(jié)構(gòu)圖像傳輸至PC機(jī)顯示并存儲(chǔ)；

5)跟蹤萬能材料試驗(yàn)機(jī)采集的隨載材料力學(xué)數(shù)據(jù)，在載荷突變時(shí)，自動(dòng)識(shí)別應(yīng)力突變點(diǎn)，并在該時(shí)刻觸發(fā)攝像機(jī)捕獲材料微觀組織結(jié)構(gòu)瞬時(shí)圖像；

6)在PC機(jī)中對(duì)各關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)應(yīng)的微觀組織結(jié)構(gòu)瞬時(shí)圖像進(jìn)行分析，包含圖像預(yù)處理、圖像特征識(shí)別提取和參數(shù)測(cè)量分析；

7)利用宏觀微觀耦合分析方法，建立隨載下材料損傷模型。