[發明專利]一種焦散線、光彈和數字圖像相關法同步實驗系統及方法

在審

• 申請號: 202010401453.0
• 申請日: 2020-05-13
• 公開（公告）號: CN111413221A
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 岳中文;陳翠剛;彭麟智;喬亞旭;徐勝男;王煦;岳小磊
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: G01N3/303
• 分類號: G01N3/303;G01N3/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種焦散線、光彈和數字圖像相關法(DIC)同步實驗系統，包括白色光源1，濾波片2，可調的匯聚光光源32，第一凸透鏡3，第二凸透鏡4，第三凸透鏡5，第一偏振片6，第二偏振片7，第一1/4波片8，第二1/4波片9，分光鏡10，第一高速相機11，第二高速相機12，延遲控制器20，充電電容21，焦散斑計算模塊17，光彈條紋測量模塊18，數字散斑計算模塊19；該系統綜合了焦散線、光彈和DIC三者的優點，能夠有效準確地得到裂紋尖端的動態應力強度因子、動態斷裂韌度、裂紋的擴展速度、擴展加速度在內的力學參數，同時能夠將試件整體的應力變化直觀地展現出來，通過對比分析三種方法得到的實驗數據，大大增加了數據的可信度；該實驗系統運用靈活，可靈活改變噴斑位置、斑點大小和加載方式。

技術領域

本發明涉及斷裂力學領域的動態斷裂行為研究方法，尤其涉及一種研究巖石材料在動態加載條件下斷裂過程中裂紋產生、運動和擴展機理的實驗系統和方法。

背景技術

隨著社會經濟的發展，人們對自然資源的需求日益增加，在地表資源有限的情況下，人們對地下資源的開發日益重視，例如近年來發展迅速的地下商場、地鐵和地下停車場等等。在地下工程中，如何快速破巖是一個非常重要的工程問題。因此，研究巖石在不同外界條件下的力學特性具有十分重要的意義。其中，巖石動態斷裂行為的研究是巖石力學特性研究的熱點領域。研究巖石在動荷載作用下裂紋的產生、擴展規律不僅對地下工程中實現快速破巖有巨大幫助，而且對完善由巖石作為材料的建筑物或構筑物的結構穩定性設計有巨大意義。由于巖石內部存在大量裂隙、節理以及結構面，使其動態斷裂行為具有非常大的不確定性。因此，選取合理的實驗系統和方法來對巖石材料的動態斷裂行為進行實驗研究是十分必要的。

目前，國內外的學者已經運用了不同的實驗系統和方法對巖石的斷裂行為進行了一定的研究，取得了一些研究成果，但是采用焦散線、光彈和數字圖像相關法同步實驗系統及方法來研究材料的起裂、擴展，目前還未有人進行。

發明內容

本發明針對現有技術的不足提供了一種焦散線、光彈和數字圖像相關法同步實驗系統及方法。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

焦散線、光彈和數字圖像相關法同步實驗系統，包括白色光源1，濾波片2，可調的匯聚光光源32，第一凸透鏡3，第二凸透鏡4，第三凸透鏡5，第一偏振片6，第二偏振片7，第一1/4波片8，第二1/4波片9，分光鏡10，第一高速相機11，第二高速相機12，落錘13，錘頭14，試件臺15，延遲控制器20，充電電容21，焦散斑計算模塊17，光彈條紋測量模塊18，數字散斑計算模塊19；其中，落錘13和錘頭14位于試件臺15上。