[发明专利]一种多尺度高温散斑的参数化高通量制备方法

说明书

本发明公开了一种多尺度高温散斑的参数化高通量制备方法，包括以下步骤：步骤1.对试件的表面进行清洗、干燥；步骤2.设计和优化散斑参数，编写程序文件，利用注有耐高温粘液的点胶设备作为散斑制备系统，选择合适的高通量点胶方式，根据程序文件指令在所述试件表面制备所需的多尺度高温散斑。本发明可参数化和高通量制备多尺度高温散斑，提升散斑制备的精确性、简易性、高效性和可重复性，且对物体表面无损，普适性强。

技术领域

本发明属于光测力学、变形测量领域，具体涉及一种多尺度高温散斑的参数化高通量制备方法。

背景技术

随着航空航天等前沿科技的不断发展，材料和结构的服役环境日趋极端、恶劣，其服役可靠性和失效研究对高温变形测量新技术有迫切需求。数字图像相关(Digital ImageCorrelation,DIC)是一种现代非接触式全场变形测量方法，具有可适用高温、多尺度测试等优点，在相关研究中显示出了较大优势和应用潜力。物体表面散斑作为变形“传感元件”或变形载体，其制备质量高低直接影响DIC光学测量的准确性和精度。采用随机喷涂耐高温材料(高温漆、陶瓷粉末等)形式的喷涂法是目前最常用的高温散斑制备方法之一，具有简单高效等优势，然而其存在质量难以控制、对人员操作技术要求高等劣势。水转印、热转印等新兴方法可将设计和优化后的散斑图案转印至物体表面，实现了稳定的参数化高质量散斑制备，然而其工艺较为复杂，效率较低，且难以满足高通量自动化制备和高温测试需求。如何结合上述方法优点，并实现复杂形貌构件表面上多尺度高温散斑的制备，是亟待解决的重要问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种多尺度高温散斑的参数化高通量制备方法，以优化和自动化制备多尺度高温散斑，提升散斑制备的精确性、简易性、高效性和可重复性，且对物体表面无损，普适性强。

实现本发明目的采用的技术方案如下：

本发明提供的多尺度高温散斑的参数化高通量制备方法，包括以下步骤：

步骤1.对试件的表面进行清洗、干燥；

步骤2.设计和优化散斑参数，编写程序文件，利用注有耐高温粘液的点胶设备作为散斑制备系统，选择合适的高通量点胶方式，根据程序文件指令在所述试件表面制备所需的多尺度高温散斑。

进一步的方法是：

若试件表面颜色与点胶设备用耐高温粘液颜色对比不明显，则需在待试件干燥后再在试件表面喷涂一层均匀连续的耐高温粘液作为底漆并干燥，所述底漆的颜色与点胶设备用耐高温粘液颜色对比明显。

制备高温散斑点最小直径为100μm量级，若需要制备更小尺寸的高温散斑，在步骤1后将更小尺寸高温散斑的掩模版粘贴于所述试件表面，再按照步骤2制作更小尺寸高温散斑。

若需要制备多尺度高温散斑，在步骤1后先按照步骤2在试件表面制作所述小尺寸高温散斑，然后再按照步骤2制作大尺寸高温散斑，直接将形成大尺寸高温散斑的耐高温粘液打印在试件表面的小尺寸高温散斑上，成为具有不同大小尺寸高温散斑的复合图案。

有益效果

本发明具有以下优点：

1、参数化和自动化：基于开源或商业软件实现散斑参数的自定义设计和优化；基于点胶机执行所设计的散斑图案程序文件，自动化控制针头空间位置和出胶量，简单高效。

2、高通量和高精度：采用多针筒点胶针头或单针筒多管点胶针头可实现多个试件的高通量制备，显著提高散斑制备效率；点胶机定位和控胶精度高，从而实现高精度制备；散斑点的极限尺寸最小直径在100μm量级。

3、普适性和可重复性强：适用于多种不同材料、形状、尺寸的试件，可根据所设计散斑图案进行重复制备。

4、简易和无损：制备过程自动化、傻瓜化，对人员操作技术要求低；采用针头非接触式点胶形式，实现试件表面无损伤。