[發明專利]一種粘性介質非均勻壓力光彈性測量方法

在審

• 申請號: 202110185163.1
• 申請日: 2021-02-10
• 公開（公告）號: CN112924083A
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 王忠金;馮業坤
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01L11/02
• 分類號: G01L11/02;G01B11/16;G01N21/21
• 代理公司: 北京格允知識產權代理有限公司 11609
• 代理人: 張沫

本發明涉及一種粘性介質非均勻壓力光彈性測量方法，包括以下步驟：Ⅰ.將透明的粘性介質填充到透明的擠壓模具內，并在擠壓模具上安裝柱塞；Ⅱ.在擠壓模具一側放置光源和起偏鏡，其中起偏鏡位于光源和擠壓模具之間，擠壓模具另一側放置檢偏鏡，完成偏振光場的布置；Ⅲ.開啟光源，隨后柱塞下移對粘性介質進行加載，并使粘性介質流出擠壓模具外；Ⅳ.柱塞加載粘性介質使粘性介質擠壓變形的同時，利用光彈性測量儀對擠壓區域粘性介質進行光彈性測量分析；Ⅴ.對光彈性數據進行處理，得到粘性介質擠壓區域應力分布，進而得到壓力分布，本發明具有可以建立粘性介質在不同變形量、變形速率條件下的非均勻壓力分布模型的優點。

技術領域

本發明涉及粘性介質成形技術領域，尤其涉及一種粘性介質非均勻壓力光彈性測量方法。

背景技術

在使用粘性介質進行板材成形的領域中，一般采用具有應變速率敏感性的高分子材料作為傳力介質，而粘性介質變形速率對成形產生較大的影響，由于成形件變形的不均勻性，使得粘性介質在不同變形位置應變速率不同，引起粘性介質形成非均勻壓力。而粘性介質的非均勻壓力目前是通過理論計算和有限元仿真獲得，仍亟需一種通過實驗手段測量粘性介質非均勻壓力的方法。

因此，針對以上不足，需要提供一種粘性介質非均勻壓力光彈性測量方法。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是解決當下缺乏測量粘性介質在成形過程中非均勻壓力變化的實驗手段的問題。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種粘性介質非均勻壓力光彈性測量方法，包括以下步驟，

Ⅰ.將透明的粘性介質填充到透明的擠壓模具內，并在擠壓模具上安裝柱塞；

Ⅱ.在擠壓模具一側放置光源和起偏鏡，其中起偏鏡位于光源和擠壓模具之間，擠壓模具另一側放置檢偏鏡，完成偏振光場的布置；

Ⅲ.開啟光源，隨后柱塞下移對粘性介質進行加載，并使粘性介質流出擠壓模具外；

Ⅳ.柱塞加載粘性介質使粘性介質擠壓變形的同時，利用光彈性測量儀對擠壓區域粘性介質進行光彈性測量分析；

Ⅴ.對光彈性數據進行處理，得到粘性介質擠壓區域應力分布，進而得到壓力分布。

通過采用上述技術方案，利用粘性介質受到載荷時從粘性介質射出的偏振光會產生光程差，利用光程差可得到粘性介質內部應力分布，而粘性介質在加載過程中處于動態變化中，因此照射到檢偏鏡上的光線不斷變化，通過動態變化的數據組合進行分析，最終得出粘性介質的準確地非均勻壓力分布，為后續進行不同粘性介質的非均勻壓力特點的分析提供準確的依據。

作為對本發明的進一步說明，優選地，擠壓模具內開設有方形槽、錐形槽和柱形孔，方形槽位于擠壓模具上部，錐形槽位于擠壓模具中部，錐形槽與方形槽相通，柱形孔位于擠壓模具下部，柱形孔與錐形槽相通，柱形孔口徑小于方形槽口徑，粘性介質填充在方形槽和錐形槽內并能流入柱形孔內。

通過采用上述技術方案，設置方形槽模擬實際成形過程中粘性介質的存放區域，設置錐形槽實現壓力集中，設置柱形孔模擬型腔，采用簡單的結構即可模擬出實際的粘性介質成形過程受力變化，無需采用真實的板材進行測量實驗，既能避免板材浪費，又能通過錐形槽和柱形孔合理尺寸設計，結合光彈性測量方法獲取準確的粘性介質非均勻壓力分布。

作為對本發明的進一步說明，優選地，錐形槽下端口徑與柱形孔的孔徑之比為1000～14000。

通過采用上述技術方案，設置合理范圍的擠壓比，在改變粘性介質變形量的同時，更為貼合實際的成形工況，有助于后續分析出準確的粘性介質應用標準。

作為對本發明的進一步說明，優選地，擠壓模具由無色透明的鋼化玻璃制成。