[發明專利]一種基于激光輻照的材料可控高溫試驗裝置與方法

在審

• 申請號: 201911148384.0
• 申請日: 2019-11-21
• 公開（公告）號: CN110940570A
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 張宇;王彬文;劉小川;白春玉;惠旭龍;王計真
• 申請（專利權）人: 中國飛機強度研究所
• 主分類號: G01N3/00
• 分類號: G01N3/00;G01N3/04
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 白瑤君

1.一種基于激光輻照的材料可控高溫試驗裝置，其特征在于，包括：材料試驗機系統、試驗件夾持裝置、試驗件加熱裝置、試驗件溫度測度裝置、試驗件應變測量裝置；

所述的材料試驗機系統包括滿足材料準靜態、中低應變率試驗的材料試驗機、力傳感器、第一計算機；第一計算機與材料試驗機通過數據線連接，力傳感器位于材料試驗機底座下方；

試驗件夾持裝置包括上夾具、下夾具；下夾具下端與試驗機底座連接，上夾具上端與試驗機運動軸連接，下夾具上端和上夾3下端夾持待測試驗件；

所述試驗件加熱裝置包括激光器設備；

所述試驗件溫度測度裝置包括非接觸溫度測量裝置、第二計算機；

所述試驗件應變測量裝置包括非接觸應變測量裝置、光源、第三計算機；

所述試驗件加熱裝置與試驗件溫度測度裝置通過支架安裝在試驗件一側，試驗件加熱裝置中心與試驗件標距段中心在同一水平面；

所述試驗件應變測量裝置通過支架安裝在試驗件另外一側，非接觸應變測量裝置中心與試驗件標距段中心在同一水平面。

2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于：激光器設備包括連續激光器、脈沖激光器、脈沖-連續復合激光器設備，以及配套所需的冷卻、電源。

3.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于：非接觸溫度測量裝置給出溫度場動態變化或某一定在某一時刻的溫度值，包涵絕對值或相對值。

4.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于：光源為冷光源。

5.一種基于激光輻照的材料可控高溫試驗方法，其特征在于，包括：

將試驗件通過夾持裝置安裝在材料試驗機上；

在試驗件噴有漆斑一側搭建非接觸應變測量裝置、冷光源，非接觸應變測量裝置中心與試驗件標距段中心在同一水平面；

在試驗件光滑表面一側搭建激光器設備、非接觸溫度測量裝置，其中激光器激光束與試驗件標距段中心在同一水平面；

打開激光器設備，使激光束輻照試驗件表面，調整激光束直徑；

打開非接觸溫度測量裝置，測量試驗件溫度場，并調整激光器功率，重復溫度測量，至試驗件溫度滿足實驗需求；

關閉非接觸溫度測量裝置，打開冷光源并設置非接觸應變測量裝置，保證應變測量方法準確；

開始實驗，測量試驗件載荷、應變場數據；

實驗結束，關閉激光器設備、冷光源、非接觸應變測量裝置。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，在試驗件安裝前，在試驗件一側表面噴上黑白相間的高溫漆斑，或者可以通過非接觸測量裝置測量的斑點。

7.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，在調整激光束角度步驟中，禁止激光束輻照非接觸應變測量裝置和冷光源。

8.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，在調整激光束直徑步驟中，將試驗件標距段全部處于激光束輻照范圍內。

9.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，在調整激光束功率步驟中，緩慢逐步調整，根據試驗要求控制試驗件溫度誤差。