[發明專利]一種金屬材料疲勞預測中測量損傷變量的裝置及方法

在審

• 申請號: 201910849807.5
• 申請日: 2019-09-09
• 公開（公告）號: CN110530745A
• 公開（公告）日: 2019-12-03
• 發明（設計）人: 田欽;陳澳東;彭雷雷;岳慧;謝英許
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: G01N3/32
• 分類號: G01N3/32;G01N3/08;G01N3/04;G01N3/06
• 代理公司: 36123 南昌青遠專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 涂志剛<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發明涉及金屬材料領域，尤其涉及一種金屬材料疲勞損傷預測中關于損傷變量的測量裝置及方法，包括用于加載的驅動裝置、用于夾持金屬絲試件的夾持裝置、高精度拉力傳感器、高精度引伸計、高精度測量數顯表，所述高精度拉力傳感器固定于所述夾持裝置上與所述驅動裝置通過線路相連，所述高精度拉力傳感器與所述高精度測量數顯表連接；所述高精度引伸計設置于所述夾持裝置的下方與所述金屬絲試件相連，所述高精度引伸計與所述高精度測量數顯表通過線路相連。本發明測量方法為利用楊氏模量表達式以及經典損傷定義公式，通過測出試件損傷前后楊氏模量的數值，進而得出損傷變量的值；易于檢測，靈敏度高，可靠性強。

技術領域

本發明涉及金屬材料領域，尤其涉及一種金屬材料疲勞損傷預測中關于損傷變量的測量裝置及方法。

背景技術

金屬材料是指金屬元素或以金屬元素為主構成的具有金屬特性的材料的統稱。包括純金屬、合金、金屬材料金屬間化合物和特種金屬材料等。早在商朝，人們就開始使用青銅器；春秋時期開始冶鐵；戰國時期開始煉鋼；銅和鐵一直是人類廣泛應用的金屬材料；在100多年前，又開始了鋁的使用，因鋁具有密度小和抗腐蝕等許多優良性能，鋁的產量已超過了銅，位于第二位。到如今，金屬的使用功能越來越豐富，加工性能也越來越多樣化：鑄造性、鍛造性、焊接性、淬透性、切削加工性等。正是因為金屬材料具有諸多優良性能，成為目前國名經濟各行業、各部門應用最廣泛的工程材料之一，特別是在車輛、機床、熱能、化工、航空航天、建筑等行業各種部件和零件的制造中，發揮了不可替代的作用。

然而在金屬材料大好發展的同時，出現的各種不足和缺陷應該得到相當的重視。例如金屬材料的損傷對經濟效益帶來的影響以及對結構安全造成的隱患，其中腐蝕是一大原因之一。有人統計每年全世界腐蝕報廢的金屬約一億噸,占年產量的20%～40%。而且隨著工業化的進程,腐蝕問題日趨嚴重化，我國每年因腐蝕造成的經濟損失至少達二百億。金屬材料損傷的巨大危害不僅體現在經濟損失上，它還會帶來慘重的人員傷亡、環境污染、資源浪費、阻礙新技術的發展、促進自然資源的損耗。因此，存在一種需求測量金屬材料的損傷參數，了解材料的損傷情況，從而達到對金屬材料的檢測及保護的目的。

正是基于上述考慮，本發明設計了一種金屬疲勞損傷預測中關于損傷變量的測量裝置及方法。

發明內容

本發明的目的在于克服現存的缺陷，提供一種金屬材料疲勞損傷預測中關于損傷變量的測量裝置及方法，從而準確地測量金屬材料損傷度，以達到能夠對金屬材料損傷進行精準評估的目的，為經濟的合理發展和結構的健康安全提供一層保障。

為了實現本發明的目的,本發明采用的技術方案為：

本發明公開了一種金屬材料疲勞損傷預測中關于損傷變量的測量裝置，包括用于加載的驅動裝置、用于夾持金屬絲試件的夾持裝置、高精度拉力傳感器、高精度引伸計、高精度測量數顯表，所述高精度拉力傳感器固定于所述夾持裝置上與所述驅動裝置通過線路相連，所述高精度拉力傳感器與所述高精度測量數顯表連接；所述高精度引伸計設置于所述夾持裝置的下方與所述金屬絲試件相連，所述高精度引伸計與所述高精度測量數顯表通過線路相連。

進一步的，所述夾持裝置包括上夾持板以及下夾持板，所述上夾持板的底部中間以及下夾持板的頂部中間分別設有用于夾持所述金屬絲試件的夾持件，所述高精度拉力傳感器設置于所述下夾持板上夾持件的頂部，且與所述高精度測量數顯表相連接。

進一步的，所述夾持裝置、高精度拉力傳感器、高精度引伸計、與設置于所述高精度引伸計下方的主機底座形成門式框架結構。

本發明公開了一種金屬材料疲勞預測中關于損傷變量的測量方法，包括如下步驟：

S： 將待測金屬制成金屬絲試件，然后用夾持裝置夾持好金屬絲試件；

S2：將所有裝置連接完成；