[发明专利]一种检测超高应变率下材料表面动态响应的方法和装置

权利要求书

1.一种检测超高应变率下材料表面动态响应的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）在材料表面预先划定的激光冲击光斑区域外分别沿光斑径向方向和垂直径向方向粘贴PVDF压电薄膜；

（2）利用高功率短脉冲激光冲击材料表面，使材料处于超高应变率加载；所述材料表面的光斑区域与预先划定的激光冲击光斑区域一致；

（3）实时采集两个PVDF压电薄膜的压电信号，并将所述压电信号转换成应变信号；

（4）根据所述应变信号分析高应变率下材料的动态响应。

2.根据权利要求1所述的检测超高应变率下材料表面动态响应的方法，其特征在于，步骤（1）之前还包括：在待检测工件表面涂布一与激光冲击光斑区域面积对应的吸收层。

3.一种检测超高应变率下材料表面动态响应的装置，其特征在于，包括激光系统、支撑架、夹具系统、信号采集系统、定位系统、电控柜和工控机；

所述激光系统包括脉冲激光器、扩束镜、反光镜和聚焦镜，扩束镜和反光镜安装在支撑架上，脉冲激光器与电控柜和工控机相连，脉冲激光器发出的激光束经扩束镜、反光镜和聚焦镜后汇聚在待检测工件的表面；所述待检测工件的表面涂布有吸收层，所述吸收层的涂布面积与激光光斑面积对应；

所述定位系统安装在支撑架上，用于发射出定位激光束；所述定位系统与电控柜相连；电控柜与工控机相连；

所述夹具系统包括夹具、工作台和进给机构，工作台安装在进给机构上，夹具安装在工作台上，待检测工件安装在夹具内；进给机构与电控柜相连，通过工控机的控制可实现工作台的X-Y平面运动；

所述信号采集系统包括两个PVDF压电薄膜、两个电阻、光电二极管和示波器，两个PVDF压电薄膜分别粘贴在待检测工件表面冲击光斑区域外的光斑径向方向和垂直径向方向，所述电阻并联在PVDF压电薄膜的两极；两个PVDF压电薄膜均与示波器相连，光电二极管的一端与示波器相连，另一端接收激光作为示波器的触发信号；示波器的输出端与工控机相连，利用工控机对示波器的输出信号进行计算处理。