[發明專利]一種帶有水槽的OCT拉伸測試裝置和測試方法

有效

• 申請號: 202011193336.6
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112326430B
• 公開（公告）日: 2023-01-20
• 發明（設計）人: 孫翠茹;張恒;陳金龍;王靖博
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/04;G01N3/02;G01B11/16;G01B11/02;G01N21/01;G01N21/45
• 代理公司: 北京東方靈盾知識產權代理有限公司 11506
• 代理人: 張叢;蘇向銀

一種帶有水槽的OCT拉伸測試裝置，包括基座組件、電機、絲杠、第一滑軌、支座、壁板、移動夾緊組件和可移動的OCT單元，所述電機固定于所述基座組件的一端，所述第一滑軌沿所述基座組件的長度方向在其表面延伸，所述絲杠設置于所述第一滑軌正上方并與其沿同向延伸，所述移動夾緊組件套設于所述絲杠并受絲杠驅動沿第一滑軌平移，所述移動夾緊組件上方在所述支座和壁板之間架設有與第一滑軌平行的第二滑軌，所述OCT單元可移動地設置于所述第二滑軌，所述基座組件的至少一側配置有平行于所述第一滑軌的用于測量移動夾緊組件之位移的光柵尺組件；還公開了一種在上述裝置中作業的測試方法。

技術領域

本發明屬于材料力學拉伸測試領域，具體而言，涉及一種具有OCT單元的拉伸測試裝置及測試方法。

背景技術

在材料測試和力學實驗等領域，需要在被測試樣發生形變的過程中更精確的實時測量其應變場，但現有技術的設備結構復雜、造假昂貴、便攜性極差并且需要復雜的調試和安裝過程。

如專利CN201410003602.2發明的基于圖像配準的異位數字體積相關方法，該方法使用X射線斷層照相、伽馬射線斷層照相、中子斷層照相或共聚焦顯微鏡中的任意一種來獲得物體內部的三維成像，但并未在被測樣品上加裝用于拉伸、壓縮和扭轉等操作的設備，且由于其射線的特殊性質，需要在掃描設備暫停使用的狀態下對樣品進行手動操作使其發生相應形變，而該算法也不具備對應變場和應力場的計算能力。又如專利CN201410005842.6,其發明了一種基于數字體積相關法的三維圖像匹配方法，通過對物體剛性移動前后的狀態進行掃描，結合該專利發明的匹配算法可獲得樣品移動后的三維圖像數據，但該方法同樣沒有可以使被測樣品發生形變的設備，且該算法只能計算被測物體剛性移動下的位移場，不具備計算物體應變場和應力場的能力。

數字體積相關方法（英文全稱：Digital Volume Correlation,縮寫：DVC）通過對變形前后采集的物體內部的三維數字圖像進行相關計算，獲得樣品內的三維位移場。目前，DVC已經成為光測實驗力學中的熱門研究領域，并且在材料力學、結構力學、生物力學等方面有廣泛的應用。數字體積相關(DVC)方法在應用過程中一般是對較長時期前獲得的已有數據進行相關分析，如此情況造成數據樣本的單一和不靈活，當需要某些特定情況下的數據樣本時，往往需要花費大量時間去另外進行數據的采集，使數據分析與數據采集過程不協調。

光學相干斷層掃描（OCT）是一種用于在樣品內部測量散射光的方法，生物組織由于其散射光的特性而特別適合于借助OCT進行診斷檢查。可實現約幾毫米的測量深度。OCT目前最重要的應用范圍是在眼科學、皮膚病學以及腫瘤診斷中。同時也存在于若干非醫學的應用中，例如材料檢驗。

總之，通過DVC等一系列相關方法計算材料的諸如彈性模量、應變、泊松比等參數離不開一套可以動態實時精確地監測在不同環境下受加載的試樣的內部三維掃描圖像的設備，此處所述的加載指的是力學測試領域最常用到的加載方式之一的單軸拉伸加載和/或振蕩波加載，并且此處所述三維掃描圖像可以通過光學相干斷層掃描（OCT）的方式獲得；換言之，需要一種集試樣的動態加載和三維圖像掃描于一體的多功能高精度測試裝置，從而快速、低成本、便捷、準確地對試樣樣品的力學性質進行評估。

發明內容

有鑒于此，為在一定程度上至少解決現有技術中存在的技術問題之一，本發明實施例提供了一種帶有水槽的OCT拉伸測試裝置，其特征在于，包括基座組件、電機、絲杠、第一滑軌、支座、壁板、移動夾緊組件和可移動的OCT單元，所述電機固定于所述基座組件的一端，所述第一滑軌沿所述基座組件的長度方向在其表面延伸，所述絲杠設置于所述第一滑軌正上方并與其沿同向延伸，所述移動夾緊組件套設于所述絲杠并受絲杠驅動沿第一滑軌平移，所述移動夾緊組件上方在所述支座和壁板之間架設有與第一滑軌平行的第二滑軌，所述OCT單元可移動地設置于所述第二滑軌，所述基座組件的至少一側配置有平行于所述第一滑軌的用于測量移動夾緊組件之位移的光柵尺組件。