[發明專利]一種高溫脈沖動態應變校準裝置

有效

• 申請號: 202010573526.4
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN111551463B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 孫浩琳;梁志國;尹肖
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司北京長城計量測試技術研究所
• 主分類號: G01N3/62
• 分類號: G01N3/62;G01N3/307
• 代理公司: 北京正陽理工知識產權代理事務所(普通合伙) 11639
• 代理人: 鄔曉楠

1.一種高溫脈沖動態應變校準裝置，其特征在于：主要由動態應變激勵系統、高溫環境試驗系統、被校應變測量系統、激光測量系統和底座支架組成；

所述動態應變激勵系統，包括高壓氣室(1)、彈體(2)、氣管(3)、砧體(4)、入射桿(6)、透射桿(15)；

所述高溫環境試驗系統，包括高溫加熱箱(10)，高溫應變片(12)、試樣件(11)、同軸套管(13)；

所述被校應變測量系統，包括動態應變測量儀(7)、高速數據采集系統(8)、分析系統(9)、應變片(12)、應變片(14)；

所述激光測量系統，包括側向激光測速儀(5)、軸向激光測速儀(17)、高速數據采集系統(8)、分析系統(9)；

所述底座支架，包括固定機架(16)、同步推桿機構(18)、平臺底座(19)；

所述高溫動態應變校準范圍指溫度范圍為25～600)℃，應變范圍為300～2000με，脈沖應變持續時間為50～100μs。

2.如權利要求1所述的一種高溫脈沖動態應變校準裝置，其特征在于：入射桿(6)和透射桿(15)通過固定機架(16)同軸安裝在平臺底座(19)上，同軸套管(13)兩端套在入射桿(6)和透射桿(15)上，高壓氣室(1)壓縮氣體，使彈體(2)在氣管(3)中加速到所需的速度范圍，通過控制高壓氣室(1)內的氣壓，調整彈體(2)速度值；

砧體(4)根據材料和尺寸厚度的不同，用于產生不同的脈沖應變持續時間；根據應變持續時間；

彈體(2)軸向撞擊砧體(4)，產生彈性應力波，彈性應力波通過砧體(4)傳播到入射桿(6)，進入入射桿(6)的彈性應力波到達入射桿(6)和試樣件(11)交界面時，由于阻抗不同，一部分應力波在交界面發生發射，剩余應力波進入試樣件(11)，應力波同樣在試樣件(11)和透射桿(15)交界面處發生反射和透射；

彈性應力波在入射桿(6)和透射桿(15)中傳播時產生脈沖應變，由安裝在透射桿(15)上的應變片(14)感知，通過動態應變測量儀(7)采集各應變電壓值，經分析系統(9)獲得常溫應變測量值；

高溫加熱箱(10)加熱到所需溫度，高溫加熱時僅試樣件(11)處在高溫加熱箱(10)內，當溫度達到要求，同步推桿機構推動入射桿(6)和透射桿(15)與試樣件(11)接觸，通過彈性應力波對試樣件(11)壓縮，安裝在試樣件(11)上的高溫應變片(12)感知應力波壓縮脈沖，通過動態應變測量儀(7)采集應變電壓值，經分析系統(9)獲得高溫應變測量值；

軸向激光測速儀(17)測得應力波傳遞的速度，高速數據采集系統(8)采集速度值，經分析系統(9)得到常溫標準應變值，實現常溫脈沖應變量值的溯源；

側向激光測速儀(5)和軸向激光測速儀(17)測得的速度差，經分析系統(9)得到試樣件(11)變形量大小，從而解算得出高溫應變標準值，實現高溫脈沖應變量值的溯源；

將應變片(14)的應變測量值與經軸向激光測速儀(17)測得的標準應變值比對，實現常溫下的不同應變的動態校準；

將應變片(12)的應變測量值與經側向激光測速儀(5)和軸向激光測速儀(17)測得的標準應變值比對，實現高溫下應變的動態校準。

3.如權利要求2所述的一種高溫脈沖動態應變校準裝置，其特征在于：工作方法為，高壓氣室(1)壓縮氣體，使彈體(2)在氣管(3)中加速到所需的能量；砧體(4)用于產生不同的脈沖應變持續時間；彈體(2)軸向撞擊砧體(4)，產生彈性應力波，彈性應力波通過砧體(4)傳播到入射桿(6)，進入入射桿(6)的彈性應力波到達入射桿(6)和試樣件(11)交界面時，由于阻抗不同，一部分應力波在交界面發生發射，剩余應力波進入試樣件(11)，應力波同樣在試樣件(11)和透射桿(15)交界面處發生反射和透射；側向激光測速儀(5)和軸向激光測速儀(17)測得應力波傳遞的速度，高速數據采集系統(8)采集速度值和應變電壓值，經分析系統(9)得到標準應變值和被校應變值。