[发明专利]一种动静态应变测试方法

说明书

技术领域

本发明属于机械领域中的应变测量方法，尤其涉及一种基于光透过测量技术的动静态应变测试方法。

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

本发明的目的在于提供一种动静态应变测试方法。

实现上述目的的技术方案是：一种动静态应变测试方法，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Sl和Sr，以Sl和Sr的平均距离S＝(Sl+Sr)/2作为试样试验段的初始长度S，其中Sl和Sr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″。

本发明实现了对小试验面积材料、柔性材料和大形变情况应变的快速方便测量,克服了现有测量方法的缺陷，较好地弥补了现有方法应用的盲区。

具体实施方式

下面描述本发明的优选实施例。

本实施例中，采用上述应变测量装置对矩形纯铜试样和狗骨形纯铜试样进行了应变测量，其中使用的光透式数字测微计2的型号为KEYENCE公司生产的LS-7010，矩形纯铜试样尺寸为16×1×9(mm)，狗骨形纯铜试样中间试验段段尺寸为6×1×6(mm)。

首先，在矩形纯铜试样和狗骨形纯铜试样的试验段两侧采用锡焊方法固定两根相互平行的刚性引针4，刚性引针与试样试验段拉伸方向的中心轴线垂直，且刚性引针4的长度大于试样试验段的宽度；使用的刚性引针4为粗细均匀的圆柱型引针，硬度达到45HRC。

其次，将固定有刚性引针4的式样3加装在试验机上，且试样试验段中心轴线与对中槽8对齐，保证两台光透式数字测微计2的测量位置距试样试验段中心轴线的距离相等。采用光透式数字测微计2测量两根刚性引针间的距离Sl和Sr，Sl为试样试验段左侧测量位置测出的距离，Sr为试样试验段右侧测量位置测出的距离，以Sl和Sr的平均距离S＝(Sl+Sr)/2作为试样试验段的初始长度S。

接下来，启动试验机，拉伸试样，采用光透式数字测微计2实时测量两根刚性引针4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作为试样试验段的长度S′，通过公式ε′＝(S-S′)/S实时得到试样试验段的应变ε′。而将实时得到的式样应变值与拉伸机提供的应力值相结合，绘制出应力应变曲线。

最后，当试验机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2测量两根刚性引针4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″。

其中，在获得试样试验段的初始长度S和试样试验段的最终长度S″时，采用了如下处理方法：在静态力下，使用光透式数字测微计2以2400次/秒的频率进行数据采集，持续采集数据10秒，从而得到足够多数据，以测量Sl为例，设采集10秒共取得Sl的24000个数据为χ1～χ24000。

本发明的原理是：通过光透过测量技术放大材料的应变变化量，通过测量刚性引针在拉伸过程中的距离变化，达到对小试验面积材料、柔性材料和大形变情况应变量的测量。

以上结合实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。