專(zhuān)利名稱(chēng)：一種高溫材料熱力常數(shù)測(cè)定的非接觸實(shí)驗(yàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種高溫?cái)?shù)字散斑、三點(diǎn)彎、虛擬場(chǎng)技術(shù)相結(jié)合測(cè)量高溫下材料彈性模量、泊松比和熱膨脹系數(shù)的方法，屬于實(shí)驗(yàn)力學(xué)、高溫測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前對(duì)于高溫下材料彈性模量和泊松比的測(cè)定主要通過(guò)高溫拉伸試驗(yàn)，在高溫下對(duì)試樣進(jìn)行拉伸，通過(guò)記錄拉伸載荷量，測(cè)量拉伸方向和橫向的應(yīng)變，從而得到彈性模量和泊松比。對(duì)于熱膨脹系數(shù)主要通過(guò)升溫后記錄應(yīng)變來(lái)測(cè)量。但是上述傳統(tǒng)的測(cè)試方法個(gè)各 個(gè)參量必須分開(kāi)測(cè)量，高溫測(cè)量時(shí)每次都要重新升溫，エ序較為繁瑣，費(fèi)用較為昂貴。亟待開(kāi)發(fā)新的能同時(shí)測(cè)量高溫下材料彈性模量、泊松比、熱膨脹系數(shù)的檢測(cè)裝置及方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供ー種高溫材料熱カ常數(shù)測(cè)定的非接觸實(shí)驗(yàn)方法。本發(fā)明提供的ー種高溫材料熱カ常數(shù)測(cè)定的非接觸實(shí)驗(yàn)方法，所述的熱力常數(shù)為熱膨脹系數(shù)、彈性模量和泊松比，其特征在于該方法按如下步驟進(jìn)行I)在三點(diǎn)彎試樣表面噴上黑白相間的高溫漆斑，或者打磨試樣表面形成自身斑點(diǎn)；2)搭建測(cè)試所需的實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置包括(XD、第一 LED藍(lán)光源、第二 LED藍(lán)光源、藍(lán)光濾波片、三點(diǎn)彎加載裝置及試樣、高溫箱、透光玻璃窗ロ，將三點(diǎn)彎試樣安放于三點(diǎn)彎加載裝置上，而后將高溫箱升溫至所測(cè)溫度T ；3)打開(kāi)第一 LED藍(lán)光源和第二 LED藍(lán)光源，使光線(xiàn)照于試樣表面，將CXD對(duì)準(zhǔn)待測(cè)試樣，使試樣表面的光線(xiàn)通過(guò)藍(lán)光濾波片后被CCD接收，調(diào)節(jié)該CCD的位置和焦距，使待測(cè)試樣在CCD視場(chǎng)的中間成清晰的圖像，記錄每一毫米在CCD圖像中對(duì)應(yīng)多少個(gè)像素點(diǎn)，拍一幅照片；4)將高溫箱升溫A T，利用三點(diǎn)彎裝置加載ー個(gè)力F，再拍一幅照片；5)用數(shù)字散斑相關(guān)方法計(jì)算出升溫加載前后的應(yīng)變場(chǎng)，^和 <分別為i點(diǎn)處X方向和I方向上的應(yīng)變，i為正整數(shù)；6)聯(lián)立下列方程，求解出熱膨脹系數(shù)a、剛度陣系數(shù)QxJPQxy,
權(quán)利要求
1.一種高溫材料熱力常數(shù)測(cè)定的非接觸實(shí)驗(yàn)方法，所述的熱力常數(shù)為熱膨脹系數(shù)、彈性模量和泊松比，其特征在于該方法按如下步驟進(jìn)行 1)在三點(diǎn)彎試樣表面噴上黑白相間的高溫漆斑，或者打磨試樣表面形成自身斑點(diǎn)； 2)搭建測(cè)試所需的實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置包括CXD(I)、第一 LED藍(lán)光源(2)、第二 LED藍(lán)光源(3)、藍(lán)光濾波片(4)、三點(diǎn)彎加載裝置及試樣(5)、高溫箱(6)和透光玻璃窗口(7)，將待測(cè)試樣安放于三點(diǎn)彎加載裝置上，而后將高溫箱升溫至所測(cè)溫度T ； 3)打開(kāi)第一LED藍(lán)光源(2)和第二 LED藍(lán)光源(3)，使光線(xiàn)照于試樣表面，將CXD對(duì)準(zhǔn)待測(cè)試樣，使試樣表面的光線(xiàn)通過(guò)藍(lán)光濾波片(4)后被CCD接收，調(diào)節(jié)該CCD的位置和焦距，使待測(cè)試樣在CCD視場(chǎng)的中間成清晰的圖像，記錄每一毫米在CCD圖像中對(duì)應(yīng)多少個(gè)像素點(diǎn)，拍一幅照片； 4)將高溫箱升溫AT，利用三點(diǎn)彎裝置加載一個(gè)力F，再拍一幅照片； 5)用數(shù)字散斑相關(guān)方法計(jì)算出升溫加載前后的應(yīng)變場(chǎng)，<和<分別為i點(diǎn)處X方向和y方向上的應(yīng)變，i為正整數(shù)； 6)聯(lián)立下列方程，求解出熱膨脹系數(shù)a、剛度陣系數(shù)Qxx和1，
全文摘要
一種高溫材料熱力常數(shù)測(cè)定的非接觸實(shí)驗(yàn)方法，屬于實(shí)驗(yàn)力學(xué)、高溫測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明通過(guò)高溫?cái)?shù)字散斑、三點(diǎn)彎、虛擬場(chǎng)技術(shù)相結(jié)合的方法，來(lái)測(cè)量材料在高溫下的彈性模量、泊松比和熱膨脹系數(shù)。此方法采用CCD記錄三點(diǎn)彎試樣在熱力載荷前的散斑圖和熱力載荷后的散斑圖，用數(shù)字散斑方法計(jì)算出熱力載荷前后的全場(chǎng)應(yīng)變，再根據(jù)虛擬場(chǎng)技術(shù)反推材料在高溫下的彈性模量、泊松比和熱膨脹系數(shù)；本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)高溫下材料彈性模量、泊松比和熱膨脹系數(shù)的同時(shí)測(cè)量。
文檔編號(hào)G01N3/20GK103018111SQ20121050644
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者姚學(xué)鋒, 馬寅佶, 劉曉宇, 王棟, 方岱寧 申請(qǐng)人:清華大學(xué)