[發(fā)明專利]基于正交分解的激光位移計測試剪切變形的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710105474.6
• 申請日: 2017-02-26
• 公開（公告）號: CN106908336A
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邵長江;孫南昌;佐雪;韋旺;漆啟明;胡晨旭
• 申請（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24;G01N3/06
• 代理公司: 成都盈信專利代理事務(wù)所(普通合伙)51245
• 代理人: 張澎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及測試試件發(fā)生剪切變形的測試方法，尤其涉及基于正交分解的激光位移計測試剪切變形的新方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的測試剪切變形的方法，大多采用拉伸式位移傳感器或者百分表，布設(shè)不方便、精度低、線性度低、靈敏度差，布置方向(方向單一)的不準(zhǔn)確性導(dǎo)致測量出的剪切變形誤差較大，甚至有時測量不出剪切變形，以致于對試件發(fā)生的實際變形的認(rèn)知受到了較大的限制。經(jīng)過分析，發(fā)現(xiàn)主要原因是測試方法和測試儀器上的缺陷。測試得到的數(shù)據(jù)誤差較大或者不可用。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)的以上不足，本發(fā)明的目的是提供一種基于正交分解的激光位移計測試剪切變形的方法。

本發(fā)明為實現(xiàn)其目的，所采用的方案是：

基于正交分解的激光位移計測試剪切變形的方法，通過在x、y兩個正交方向上分別測出兩個方向的位移變化量，再根據(jù)兩個方向上的變化量合成該區(qū)段內(nèi)實際的剪切變形，以獲得該區(qū)段內(nèi)的平均剪切應(yīng)變；包括如下的具體手段：

選擇試件將發(fā)生剪切變形的區(qū)段的一側(cè)面，分別沿試件寬度和高度方向設(shè)置x方向激光位移計1和y方向激光位移計2，兩個方向的激光位移計均固定在試件上，且兩方向上測量距離相近；y方向激光位移計2布置在與中性軸L平行位置處；x方向激光位移計1布置在試件側(cè)面外邊緣；激光位移計發(fā)射板3亦固定設(shè)置在試件側(cè)面與中性軸L平行且與位于x方向激光位移計1和y方向激光位移計2的正交測繪點上；

在加載切向載荷后，基于激光位移計分別測試出該區(qū)段內(nèi)x方向位移變化量Sx和y方向位移變化量Sy，獲得該區(qū)段內(nèi)剪變形量為從而獲得出該區(qū)段內(nèi)的平均剪切應(yīng)變。

在具體實施時，所述y方向激光位移計2和激光位移計發(fā)射板3以膠粘固接的方式固聯(lián)在試件上。所述x方向激光位移計1聯(lián)接在懸臂桿5上，懸臂桿5以膠粘固接的方式或預(yù)埋件的形式與試件固聯(lián)。

采用本發(fā)明方法，兩個方向的激光位移計均固定在試件上，激光位移計發(fā)射板固定在試件中性軸處。X方向位移變化量Sx，y方向位移變化量Sy，該區(qū)段內(nèi)剪切變形量為方向為x、y方向合成的對角方向。則該區(qū)段內(nèi)的剪切變形量為ΔS。

本發(fā)明提供的一種有效的剪切應(yīng)變的測試方法，在現(xiàn)有的測試方法和手段上加以改進，提出了基于正交分解的激光位移計測試剪切變形的方法，使得獲取的數(shù)據(jù)更加精確和高效利用。

附圖說明

圖1為截面剪切變形示意圖；

圖2為試件示意圖；

圖3為試件區(qū)段內(nèi)剪切變形測試示意圖；

圖4為試件整體變形測試示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體的實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細(xì)說明。

圖1為試件受到剪力時，截面發(fā)生的剪切變形，主要存在兩個方向(Dx、Dy)上的位移，在試件實體區(qū)段內(nèi)，宏觀累計的剪切變形量同樣可以分解到兩個正交方向上，分別測試出兩個方向上的變形。圖3為試件放置示意，圖中L是試件中性軸。

圖3為激光位移計布置方案，在試件發(fā)生斜裂縫的區(qū)段處合理布置激光位移計，4是理論上在切向加載中可能出現(xiàn)的裂縫，在試件側(cè)面寬度方向和高度方向上布置激光位移計，兩個方向的間距相近，高度方向(y方向)上的激光位移計布置在中性軸位置處，且固定在試件上，寬度方向(x方向)上的激光位移計布置在側(cè)面邊緣處，且固定在試件上。激光位移計發(fā)射板采用T型鋁板(具有一定剛度，厚度控制在3mm以下)，且固定在試件上。在本實施例中x方向激光位移計1固定在懸臂桿5上，懸臂桿5以試件預(yù)埋件的形式與試件固聯(lián)，但實際的使用中，x方向激光位移計1還可以其它的方式，比如膠粘固接的方式與試件固聯(lián)。

結(jié)合圖3圖4可看到，根據(jù)試件變形，正交方向上的兩個激光位移計測試出數(shù)值變化量，經(jīng)過一定的處理，便可以獲取正交方向上的剪切變形分量Dx、Dy，最終可得到對角方向上的剪切位移。

上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。