[发明专利]一种基于光透过测量技术的应变测量方法及其装置

说明书

技术领域

本发明属于机械领域中的应变测量方法及测量装置，具体为一种基于光透过测量技术的应变测量方法及其装置。

背景技术

目前机械领域中的应变测量方法主要有电阻应变法，使用机械式电子引伸计，以及采用激光全息干涉技术等等。但是电阻应变方法中由于受到应变片自身面积的影响，对表面积较小的试样进行测量时往往不适用，而且应变片自身还有强度限制，当需要进行大形变测量时，电阻应变方法往往也不适用；而使用机械式电子引伸计时，需要夹在试样上，被测面太小或太大都不适用，且所测材料的刚度必须足够大，否则材料受引伸计作用产生的应变将影响材料自身的应变；激光全息干涉技术中设备较昂贵，并且在检测时受机械振动、声振动(如环境噪声)以及环境光等的干扰大等等，因此需要在安静、清洁的暗室中进行检测，对环境要求很高。这些方法都不适合应用于小试验面积材料、柔性材料和大形变情况应变的快速方便测量中。

发明内容

要解决的技术问题

为解决现有方法不适合应用于小试验面积材料、柔性材料和大形变情况应变的快速方便测量中的技术问题，本发明提出一种基于光透过测量技术的应变测量方法及其装置。

技术方案

所述的一种基于光透过测量技术的应变测量方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、在试样试验段两侧固定两根相互平行的刚性引针，刚性引针与试样试验段拉伸方向的中心轴线垂直，刚性引针长度大于试样试验段的宽度；

步骤2、采用光透式数字测微计测量两根刚性引针间的距离S_l和S_r，以S_l和S_r的平均距离S＝(S_l+S_r)/2作为试样试验段的初始长度S，其中S_l和S_r的测量位置位于试样试验段两侧，且与试样试验段拉伸方向中心轴线的距离相等；

步骤3、拉伸试样，采用光透式数字测微计实时测量两根刚性引针间的距离S′_l和S′_r，测量位置与步骤2中测量位置相同，以S′_l和S′_r的平均距离S′＝(S′_l+S′_r)/2作为试样试验段的长度S′，通过公式ε′＝(S-S′)/S实时得到试样试验段的应变ε′；

步骤4、达到设定的拉伸力时，停止拉伸试样，采用光透式数字测微计测量两根刚性引针间的距离S″_t和S″_r，测量位置与步骤2中测量位置相同，以S″_l和S″_r的平均距离S″＝(S″_l+S″_r)/2作为试样试验段的最终长度S″，并通过公式ε″＝(S-S″)/S得到试样试验段的最终应变ε″。

本发明所述一种基于光透过测量技术的应变测量方法的优选方法，其特征在于：当试样材料为金属材料时，使用锡焊固定刚性引针；当试样材料为非金属材料时，使用粘胶固定刚性引针。

本发明所述一种基于光透过测量技术的应变测量方法的优选方法，其特征在于：刚性引针为粗细均匀的圆柱引针，且硬度至少达到45HRC。

一种实现本发明所述一种基于光透过测量技术的应变测量方法的装置，其特征在于：包括金属试验台和光透式数字测微计，金属试验台通过底部的卡孔固定在试验机平台上，金属试验台上部有两个测微计安放槽，两个测微计安放槽之间为对称标记，对称标记上方有对中槽，对中槽与对称标记纵向中心轴线重合；光透式数字测微计放置在测微计安放槽内，且紧贴在对称标记上；当带有刚性引针的试样加装在试验机上时，通过对中槽将试样对中。

有益效果

本发明通过光透过测量技术测量刚性引针在拉伸过程中的距离变化，实现了对小试验面积材料和大形变情况应变及应力的快速方便测量。克服了现有测量方法的缺陷，较好地弥补了几种方法应用的盲区。

附图说明

图1：本发明的结构示意图；

图2：金属试验台结构示意图；

图3：试验机平台示意图；

图4：光透式数字测微计测量原理图；

图5：狗骨形试样的示意图；