[实用新型]一种基于逐层钻孔—电子散斑干涉技术的残余应力测量装置

说明书

本实用新型公开了一种基于逐层钻孔—电子散斑干涉技术的残余应力测量装置，包括：所述图像采集组件、钻孔组件、激光发射组件依次布置于工作台上，且样品台通过双向运动组件设置于钻孔组件正前方的工作台上，通过双向运动组件实现样品台的上下左右运动调整；钻孔组件中通过高精度滑动平台驱动钻孔马达的前后位移，激光发射组件中通过高精度升降台、激光转台分别实现激光干涉器的高度、转角调整，进而通过CCD摄像机采集钻孔周围的散斑图像。本实用新型采用电子散斑技术测量残余应力在逐层钻孔测试过程中的应变值，能够实现高精度快速测量、钻孔深度的高精度自动控制以及应变的高精度快速测量，大大提高残余应力的测量精度和测量效率。

技术领域

本发明涉及一种基于逐层钻孔—电子散斑干涉技术的残余应力测量装置，属于残余应力测试技术领域。

背景技术

机械零件在加工制造、装配过程中，不可避免地产生残余应力，对零件的强度、刚度、疲劳等机械性能产生严重的影响。逐层钻孔法作为一种常用的残余应力测量方法，能够有效地测量机械零件的残余应力数值。

现有的残余应力测量装置多采用应变花测量钻孔过程中的应变值，其缺点在于：应变花位置与钻孔位置需要对中，对钻孔的位置精度要求较高；为接触式测量，要求应变花与工件表面粘贴牢固，对粘贴剂和粘贴过程要求十分苛刻；应变花受温度影响较大，不仅需要应变花的温度补偿应变片，还需要保证补偿应变片所在部位温度与应变花所在部位相同，由于钻孔过程中导致局部温度升高，这一条件较难达到。以上缺点导致应变花测量残余应力的操作过程复杂，操作要求严苛，测量精度不高。

电子散斑干涉技术是以激光散斑作为被测物场信息的载体，利用被测物体在受激光照射后产生散斑干涉条纹来检测双光束波前后的相位变化，采用CCD(电荷耦合器件)摄像机得到图像信号，由计算机软件处理分析后在监视器上显示表征物场信息的散斑干涉条纹图，通过数值计算将这些条纹解析出被测物体表面的位移场变化或形变信息。电子散斑干涉技术是一种非接触式全场实时测量技术，通用性强、测量精度高、测量简便、效率高等优点，十分适用于逐层钻孔法测量残余应力。

中国专利申请号201510293321.X，披露了一种基于数字图像相关法的应力测试系统及其应用，主要包括数字摄像机、成像镜头、单色LED照明光源、位移平台、相机支撑杆、水平尺以及用于数字图像采集和分析处理的计算机，该发明仅给出了数字图像采集的装置以及操作过程，但是没有采用逐层钻孔法测量残余应力的装置及操作过程。本申请涉及的一种基于逐层钻孔—电子散斑干涉技术的残余应力测量装置同时包含了钻孔组件、电子散斑干涉组件，以及用于调整的相关机构等，并且给出了该装置测量残余应力的操作过程。

为了克服逐层钻孔—应变花技术测量残余应力装置操作复杂、要求高的缺点，本发明提供了一种操作便捷、测量精度高的基于逐层钻孔—电子散斑干涉技术的残余应力测量装置，采用电子散斑干涉技术测量钻孔过程中孔周围的应变值，进而根据弹性力学理论计算残余应力。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于逐层钻孔—电子散斑干涉技术的残余应力测量装置，能够实现高精度快速测量、钻孔深度的高精度自动控制以及应变的高精度快速测量，大大提高残余应力的测量精度和测量效率。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于逐层钻孔—电子散斑干涉技术的残余应力测量装置，包括工作台、样品台、双向运动组件、钻孔组件、激光发射组件、图像采集组件；

其中，所述图像采集组件、钻孔组件、激光发射组件依次布置于工作台上，且样品台通过双向运动组件设置于钻孔组件正前方的工作台上，通过双向运动组件实现样品台的上下左右运动调整；