[發(fā)明專利]復(fù)雜應(yīng)力路徑下薄板變形過(guò)程應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611240021.6
• 申請(qǐng)日: 2016-12-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106644730B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何祝斌;朱海輝;張坤;苑世劍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/10
• 分類號(hào): G01N3/10
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 高志光

1.復(fù)雜應(yīng)力路徑下薄板變形過(guò)程應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量裝置，其特征在于：它包括底座(1)、施力機(jī)構(gòu)(3)、充液壓板(5)、上模板(6)、玻璃板(8)、階梯凹模(10)、壓力傳感器(11)、控制系統(tǒng)(12)、充液壓力系統(tǒng)(13)、動(dòng)力系統(tǒng)(14)、CCD相機(jī)(9)、多個(gè)支撐塊(7)和多個(gè)連接桿(2)；

所述底座(1)通過(guò)多根所述連接桿(2)與所述上模板(6)連接，所述階梯凹模(10)上加工有孔徑逐漸減小的漸縮孔，所述漸縮孔(10-3)的截面由多個(gè)大小不同的橢圓形截面構(gòu)成，所述階梯凹模(10)的漸縮孔的小口所在的端面與所述上模板(6)的下表面固定連接，位于所述階梯凹模(10)下方的所述底座(1)上安裝有施力機(jī)構(gòu)(3)，所述施力機(jī)構(gòu)(3)的輸出部固裝有所述充液壓板(5)，所述充液壓板(5)與所述階梯凹模(10)的漸縮孔的大口端相對(duì)設(shè)置，所述上模板(6)上開(kāi)設(shè)有與所述階梯凹模(10)的漸縮孔的小口貫通的觀測(cè)孔，所述上模板(6)的上表面安裝有多個(gè)所述支撐塊(7)，多個(gè)所述支撐塊(7)上安裝有所述玻璃板(8)；所述玻璃板(8)和所述上模板(6)水平布置；

所述上模板(6)的觀測(cè)孔正上方布置有所述CCD相機(jī)(9)，所述充液壓板(5)上表面和所述階梯凹模(10)的漸縮孔的大口所在的端面之間密封布置有待測(cè)的薄板(15)，所述薄板(15)上噴涂有隨機(jī)分布的散斑(16)的一板面朝向CCD相機(jī)(9)設(shè)置，所述動(dòng)力系統(tǒng)(14)的液體介質(zhì)出口和所述施力機(jī)構(gòu)(3)的液體介質(zhì)入口(3-3)連通，所述充液壓力系統(tǒng)(13)與所述充液壓板(5)的壓力介質(zhì)入口(5-1)連通，所述充液壓力系統(tǒng)(13)的出口管道上安裝有用于檢測(cè)出口介質(zhì)壓力的壓力傳感器(11)，所述CCD相機(jī)(9)的圖像信號(hào)輸出端與所述控制系統(tǒng)(12)的圖像信號(hào)輸入端連接，所述壓力傳感器(11)的壓力信號(hào)輸出端與所述控制系統(tǒng)(12)的壓力信號(hào)輸入端連接，所述控制系統(tǒng)(12)用于處理輸入的圖像信息和壓力信息。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述復(fù)雜應(yīng)力路徑下薄板變形過(guò)程應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量裝置，其特征在于：所述復(fù)雜應(yīng)力路徑下薄板變形過(guò)程應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量裝置還包括轉(zhuǎn)接板(4)，所述施力機(jī)構(gòu)(3)的輸出部與所述充液壓板(5)之間布置有與二者連接的所述轉(zhuǎn)接板(4)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述復(fù)雜應(yīng)力路徑下薄板變形過(guò)程應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量裝置，其特征在于：所述施力機(jī)構(gòu)(3)為液壓式千斤頂或液壓缸。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述復(fù)雜應(yīng)力路徑下薄板變形過(guò)程應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量裝置，其特征在于：所述階梯凹模(10)的漸縮孔的大口所在的端面上固裝有一圈壓邊密封筋(10-2)，充液壓板(5)的上表面上加工有與所述壓邊密封筋(10-2)匹配設(shè)置的一圈壓邊密封凹槽(5-2)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述復(fù)雜應(yīng)力路徑下薄板變形過(guò)程應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量裝置，其特征在于：所述連接桿(2)的數(shù)量為四個(gè)，四個(gè)所述連接桿(2)沿所述底座(1)的周向均布設(shè)置。

6.一種基于權(quán)利要求1所述裝置的復(fù)雜應(yīng)力路徑下薄板變形過(guò)程應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量方法，其特征在于：

步驟一、按實(shí)驗(yàn)需要設(shè)計(jì)制作相應(yīng)的階梯凹模(10)，并按照實(shí)驗(yàn)要求切割薄板(15)；

步驟二、將薄板放置于充液壓板(5)上表面和階梯凹模(10)之間，在控制系統(tǒng)(12)的控制下通過(guò)電液伺服閥將動(dòng)力系統(tǒng)(14)中液體介質(zhì)通入到施力機(jī)構(gòu)(3)中，施力機(jī)構(gòu)(3)輸出部推動(dòng)充液壓板(5)向階梯凹模(10)運(yùn)動(dòng)從而將薄板(15)壓緊密封；

步驟三、控制系統(tǒng)(12)控制充液壓力系統(tǒng)(13)經(jīng)過(guò)壓力介質(zhì)入口(5-1)向薄板(15)和充液壓板(5)之間通入壓力介質(zhì)使薄板(15)向階梯凹模(10)方向脹形，隨著脹形的進(jìn)行，薄板(15)與階梯凹模(10)接觸時(shí)受到模具的作用使得薄板(15)脹形時(shí)外輪廓形狀發(fā)生改變；

步驟四、壓力傳感器(11)采集薄板(15)與充液壓板(5)之間壓力介質(zhì)的壓力值，CCD相機(jī)(9)記錄薄板(15)變形時(shí)散斑的變化；上述信息傳入到控制系統(tǒng)(12)經(jīng)過(guò)分析處理得到薄板(15)在不同位置處的位移、應(yīng)力、應(yīng)變以及壓力介質(zhì)的壓力信息；

步驟五、使薄板(15)發(fā)生穩(wěn)定且持續(xù)的脹形變形直至破裂，保存實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，拆下實(shí)驗(yàn)后變形的板材。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述復(fù)雜應(yīng)力路徑下薄板變形過(guò)程應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量方法，其特征在于：步驟二借用所述階梯凹模(10)上設(shè)置的壓邊密封筋(10-2)和所述充液壓板(5)上設(shè)置的壓邊密封凹槽(5-2)將薄板(15)壓住并密封。