[發明專利]材料高速拉伸應力應變測試設備及方法

在審

• 申請號: 201810642764.9
• 申請日: 2018-06-21
• 公開（公告）號: CN108593429A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 陳明;魏星;劉淵媛;黃全偉;董蓓;彭周;陳寅;余立
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵有限公司
• 主分類號: G01N3/06
• 分類號: G01N3/06;G01N3/08
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 鐘鋒

1.一種材料高速拉伸應力應變測試設備，其特征在于：包括

試樣，呈啞鈴狀，其中部為平行段，其下部為彈性段，在平行段噴涂有散斑；

高速拉伸試驗機，用于對試樣進行拉伸，并使試樣在高速下產生拉伸變形；

應變片，粘貼在試樣的彈性段上，用于獲取拉力值；

應變儀，用于接收應變片傳來的數據；

光源，用于對準試樣測試部位，使得試樣表面噴涂的散斑清晰可見；

高速攝像機，用于對準試樣平行段，記錄試樣在拉伸變形時的應變；

控制器，用于接收高速拉伸試驗機、應變儀、高速攝像機傳來的數據，并繪制出試樣的應力-應變曲線。

2.根據權利要求1所述的材料高速拉伸應力應變測試設備，其特征在于：高速拉伸試驗機的最大載荷為50KN，最大試驗速率為20m/s，采樣頻率為10MHz，典型應變速率為0.1-1000/s。

3.根據權利要求1所述的材料高速拉伸應力應變測試設備，其特征在于：所述散斑的制作方法為：以白色作為底漆，在底漆表面噴涂黑色的散斑。

4.一種材料高速拉伸應力應變測試方法，其特征在于包括以下步驟：

1）、制作呈啞鈴狀的試樣，試樣的中部為平行段，下部為彈性段；在試樣的平行段均勻噴涂一層白色底漆，底漆干后均勻噴涂黑色散斑；

2）、通過高速拉伸試驗機的上夾具和下夾具將試樣固定，將應變片粘貼在試樣的下部；

3）、通過高速拉伸試驗機向試樣加載遠低于試樣屈服強度的拉伸力，對試樣進行拉伸，記錄應變片在拉伸試驗過程中的應變信號，計算試樣拉伸試驗過程中力信號與應變信號的換算系數；

調節高速攝像機機的鏡頭，使其對準試樣的平行段，同時調節光源的位置和強度，使其能夠照射試樣斷裂前后的所有區域；

4）、進入高速測試階段，設置測試速度、數據采集頻率、測試時間；進行高速拉伸之后，高速攝像機采集試樣從拉伸直至斷裂的視頻圖像，記錄整個過程中試樣平行段的應變，應變儀記錄整個過程的應力，經過時間同步處理之后，生成應力-應變曲線。