[发明专利]用于材料变形分析的样品测试方法及装置

说明书

本发明专利涉及材料测试领域，具体涉及一种用于材料变形分析的样品测试方法及装置，用于材料变形分析的样品测试方法，包括以下操作：样品自由面上不同位置接收到不同频率的激光，通过光纤多普勒测速系统获取样品自由面信息；当样品受到冲击加载时，获取样品自由面上信号变化信息；对信号变化信息进行解析。这样将光混和光纤的有效结合可以更好的得到非均匀材料在高应变率下的变形演变。样品测试装置包括：轻气炮、样品台、测速装置、光感式传感器、第一激光器、第二激光器；光感式传感器电连接有第二示波器，第二示波器与第一示波器连接，这样可以直观的得到材料在不同位置的自由面速度曲线，进一步在材料测试上取得了突破。

技术领域

本发明专利涉及材料测试领域，具体涉及一种用于材料变形分析的样品测试方法及装置。

背景技术

材料在冲击加载下的动态响应研究是一个非常复杂的领域。该领域不仅涉及物理学、力学以及材料学等多个学科，同时还包括了宏观、细观、微观等多个尺度。该领域不仅是冲击波物理的重要组成部分，也是固体力学的重要组成部分。轻气炮技术作为近年来飞速发展的分析手段，其可对材料在高应变率下的力学行为进行充分的反映，主要通过测出的自由面速度曲线来分析材料的性质。目前的测试方法是采用一根光纤对应测样品的一个点的自由面速度曲线。但对于非均匀材料的平板撞击实验，想在同一加载条件下测到样品不同位置的自由面速度曲线很困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种更好的可测得非均匀材料变形演变的样品测试方法及样品测试装置，以期望解决上述问题。

用于材料变形分析的样品测试方法，包括以下操作：

S1.样品自由面上不同位置均同时接收到激光，采集样品自由面反射的激光信号；

S2.当样品受到冲击加载时，获取样品自由面上信号变化信息；

S3.对所述信号变化信息进行解析。

其中，所述激光包含信号光和参考光，该信号光和参考光频率不同。

这样将光混和光纤的有效结合可以更好的得到非均匀材料在高应变率下的变形演变。

这里的光混即信号光和参考光的混合，这两种光的频率不同。若是只有信号光，那么当样品变形时产生的信号和变形前的信号难以分开，但使用光混时，样品变形时的信号就会更加明显，这样使得对非均匀材料变形演变的样品测试能获取的信息更加准确，使得非均匀材料变形演变的样品测试变得相对较为容易。

具体的是，在样品自由面上不同位置接收到不同频率的激光时，该激光包括信号激光和参考激光。

具体的是，采集样品自由面反射的激光信号为：通过将样品自由面反射的激光转换为电信号并反映在示波器上，从而得到样品自由面信息。

具体的是，对所述信号变化信息进行解析时，通过MATLAB软件对信号进行至少两次傅里叶变换，得到样品不同位置的自由面速度曲线。

为了实现上述目的，本申请另一方面采用的技术方案是用于材料变形分析的样品测试装置，包括：

轻气炮；

样品台，用于固定待测样品，样品与轻气炮相对应；

测速装置，设置于轻气炮所发弹丸轨迹的侧旁并连接有第一示波器，该测速装置用于检测弹丸速度；

其中，样品台上设置有用于安装样品的凹槽，所述凹槽底部与样品之间留有空腔；所述样品台通过多路光纤连接用于检测光强弱的光感式传感器(光感式传感器用于反映样品自由面回光强弱)；所述光纤在样品台的一端位于空腔内并用于与样品位于空腔内的一面对应；这里采用多路光纤的设计是即为了解决非均匀材料的信号采集问题。