[發明專利]一種用于特種風洞實驗模型變形測量的散斑制作方法

有效

• 申請號: 202011449416.3
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN112556976B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 劉兵兵;楊子盟;馬開拓;陳丁;張梅芳
• 申請（專利權）人: 中國航天空氣動力技術研究院
• 主分類號: G01M9/06
• 分類號: G01M9/06
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張曉飛

一種用于特種風洞實驗模型變形測量的散斑制作方法，屬于光學測力技術領域。它一共包括五大步驟:步驟一:原料準備:步驟二:散斑制備：步驟三:散斑涂抹：本方法具有操作簡單、原材料及工具易得、散斑質量可靠、對試樣的高溫力學性能影響較小以及易清理可多次重復在同一個試件上使用的特點，經實驗在1000℃以內效果穩定可靠，可配合雙目視覺相關光學測試方法完成高溫環境下材料受熱沖擊、模型變形等多種復雜加載狀態下力學性能的光學變形測量。該發明經實驗驗證制備出的散斑效果良好、制備方法操作簡便靈活、可行性較強。

技術領域

本發明涉及一種用于特種風洞實驗模型變形測量的散斑制作方法，應用于特種風洞試驗時的變形測量，尤其是對于高風速，高溫度的模型試驗。試驗屬于航空航天試驗方法。

背景技術

目前，良好真實的風洞試驗3D變形數據依托于先進的視覺測試測量方法及工藝。特種風洞模型實驗的力學變形變化日益受到關注，因此，如何精確測量被測試件在高溫環境下的表面變形或位置變化就成為材料高溫力學性能測試中最為關鍵的問題。利用現有技術，精確測量模型的變形或位置變化就要依托于圖像技術及高溫散斑材料。利用雙目視覺等數字圖像相關技術通過高溫散斑對模型進行測量并進行記錄分析，相機將圖像儲存，經過分析計算，它可以通過高溫散斑的三維變化坐標獲得材料變形過程及全場應變或位置變化。因此要想精確測量被測試件在高溫環境下的表面變形或位置變化其中一個重要步驟是高溫散斑的制備，高溫散斑的質量直接決定了變形測試的精度。因此，發明、改進及提高高溫散斑制備工藝勢在必行。

目前的一些散斑制作方法多為人工噴漆的制斑方法,自噴漆難以掌握，很容易將背景毀掉而且自噴漆耐高溫性差，這樣制作的散斑在測試溫度達到200℃后會發生氧化,影響測試結果的準確性。馮雪等人提出了一種高溫散斑制作方法(中國專利申請公布號：CN101850426A)，利用化學變化，使硝酸銀粉末、濃氨水、葡萄糖粉末和純凈水按一定比例混合在一起，然后用該溶液在被試件表面生成銀質散斑。該方法原料不夠廣泛，且涉及的化學反應較多，易產生有味氣體，操作較繁雜，且生成的銀質散斑難以控制其分布及大小。中國專利文獻(公告號CN 101905210 A)公開了一種將稀釋高溫無機膠與氧化鈷粉末混合液點涂或噴濺然后經過固化形成高溫散斑，操作過程簡單，但氧化鈷為粉末狀，對人體危害較大，雖然操作過程簡單，但氧化鈷粉末與高溫無機膠混合為黑色乳濁液，噴涂到試件上后圖像難以識別，對散斑背景要求極高，因此試件表面不能為較深顏色，而且一旦在試件上涂上散斑就難以清理，試件不能重復使用；中國專利文獻(公告號CN 105758683 A)公開了一種利用高溫燒結制備高溫散斑的方法，高溫散斑與基底材料粘附性好，但燒結過程溫度必須高達800℃-1200℃，這樣制作出的散斑會使試件原始材料狀態變化從而影響了被測試件力學性能，不易用于精密實驗。

發明內容

本發明的技術解決問題：針對以上問題，本發明研制出一種用于特種風洞實驗模型變形測量的散斑制作方法，且經試驗驗證，得到的散斑表面及其接近真實試件表面的特性。該方法利用酒精、G-750高溫陶瓷膠、某氧化金屬顆粒粉末混合調制出的高溫散斑經過一定過程的固化、特殊過程的處理，可以形成薄薄的一層高溫散斑，對于不同顏色的某氧化金屬表面皆可識別使用，并且本發明易于清理，不傷試件表面，最大的優勢在與于同一試件可重復實驗，試件物理性能不受影響。

本發明的技術方案：一種用于特種風洞實驗模型變形測量的散斑制作方法，步驟如下：

步驟一:準備原料，包括G-750高溫陶瓷膠、某氧化金屬粉末、酒精、清水；

步驟二:利用步驟一的原料制備散斑；

步驟三:對散斑進行涂抹與烘干；

步驟四：進行灼燒處理。

所述步驟二的具體過程為：將高溫陶瓷膠、某氧化金屬粉末、酒精按7:1:2的比例在容器里攪拌均勻。

所述步驟三的具體過程為：

31)底涂；