[發明專利]一種用于檢測材料受沖擊過程中形變量的裝置和方法

在審

• 申請號: 201810925134.2
• 申請日: 2018-08-14
• 公開（公告）號: CN109238880A
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 邱學明;于召光;姚穆;孫潤軍;張雪波;張炳杰;張國權;劉歡;張文斌;杜顯娟;董庚良
• 申請（專利權）人: 萊州市電子儀器有限公司
• 主分類號: G01N3/30
• 分類號: G01N3/30;G01B11/16
• 代理公司: 煙臺雙聯專利事務所(普通合伙) 37225
• 代理人: 梁翠榮

本發明是一種用于檢測材料受沖擊過程中形變量的裝置和方法，包括安裝在沖擊臂下端居中位置的沖擊頭，位于沖擊頭下方并用于安裝受檢測試樣的試樣臺，還包括互相連接的數據處理系統和運算系統；在沖擊頭或者沖擊臂上安裝有與數據處理系統相連接的加速度傳感器；沖擊臂上安裝有與數據處理系統相連接的反射元件，反射元件下方設有與數據處理系統相連接的激光位移傳感器；其中激光位移傳感器通過安裝架連接在外在基礎上。以相對簡單的結構和操作方法，實現在記錄毫秒以內時間受沖擊試樣微米級別的形變，并進行時域記錄，為進一步獲得沖擊消耗能量波動、形變受阻曲線提供基礎數據。

技術領域

本發明涉及一種電腦控制的材料檢測沖擊試驗機。主要用于檢測并記錄材料在受沖擊過程中沖擊形變隨時間變化的數據。本發明還涉及檢測材料受沖擊過程中形變量的方法。

背景技術

隨著工業化進程加快，環境中運動物體所含有的動能越來越大，這個變化的邏輯的結果就是人類或者是相對重要的裝置受含有動能的物體沖擊造成損害甚至危及生命的可能越來越大。

無論是為保護人類安全的防護裝置還是人類本身，評估受到沖擊后的效應，如受沖擊后的材料或物體發生的形變，是研究、應對這一日益增長損傷可能的有效途徑。

現有研究或檢測類似過程參數的裝置以及方法大多存在下列的不足：

1、詳細記錄過程的只能在低很速度下進行，例如硬度計；

2、能在高速下進行的要么只能觀察現象如高速攝影，要么只能檢測結果，要么只能以相對低的精度獲得結果，如專利CN101509856B；

3、能在較高的速度下進行檢測，但只能通過加速度傳感器獲得的數據積分獲得形變參數，如專利CN102692353B中可以推演的方法，這從計算上帶來很大的誤差可能；

4、能夠在很高的速度和很高的精度下檢測，但價格高昂，如激光光柵干涉法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種用于檢測材料受沖擊過程中形變量的裝置和方法，以相對簡單的結構和操作方法，實現在記錄毫秒以內時間受沖擊試樣微米級別的形變，并進行時域記錄，為進一步獲得沖擊消耗能量波動、形變受阻曲線提供基礎數據。

本發明的技術方案如下：

一種用于檢測材料受沖擊過程中形變量的裝置，包括安裝在沖擊臂下端居中位置的沖擊頭，位于沖擊頭下方并用于安裝受檢測試樣的試樣臺，其特征在于：還包括互相連接的數據處理系統和運算系統；在沖擊頭或者沖擊臂上安裝有與數據處理系統相連接的加速度傳感器；沖擊臂上安裝有與數據處理系統相連接的反射元件，反射元件下方設有與數據處理系統相連接的激光位移傳感器；其中激光位移傳感器通過安裝架連接在外在基礎上。

外在基礎上安裝有減震器。

所述試樣臺表面是平面、柱面或其柱面以外的曲面。

試樣臺為三維旋轉調整試樣臺。

用于檢測材料受沖擊過程中形變量的方法，其特征在于：沖擊臂以預設的運動軌跡向按預設的方式放置試樣的試樣臺運動，激光位移傳感器通過發射光束并在反射元件反射后獲得的角度或時差換算成激光位移傳感器與反射元件之間的位移信息，當沖擊頭與試樣表面接觸后，加速度傳感器獲得沖擊頭與試樣表面接觸的加速度信號，該信號被數據采集處理系統接受，經運算系統計算得到沖擊頭在接觸樣品之前那一瞬間的速度，并將該時間點設為零點，自此以后激光位移傳感器與反射元件之間的位移被計算入材料受到沖擊以后的形變量。

本發明的積極效果在于：