[发明专利]材料各向异性弹性常数检测方法、系统、装置及存储介质

说明书

本发明公开了一种材料各向异性弹性常数检测方法、系统、装置及存储介质，该方法包括：通过全场应变测量技术获取材料的变形位移及应变信息，基于特征函数虚场法建立多组不同的虚场并基于所述虚场对变形位移及应变信息进行分析，从而最终检测出所述材料的各向异性弹性常数。该系统包括测量模块、获取模块、检测模块、处理模块和显示模块。该装置包括用于存储程序的存储器以及用于加载程序以执行所述方法的处理器。通过使用本发明的方法，可以一次性获取到材料的多个力学参数，大大减少了材料力学试验成本的投入，提高了工作人员进行材料分析工作的效率。本发明可广泛应用于材料检测技术领域。

技术领域

本发明涉及材料检测技术领域，尤其是一种材料各向异性弹性常数检测方法、系统、装置及存储介质。

背景技术

21世纪，随着信息科学技术的开拓和发展，在检测材料本构模型参数的技术手段上也有着诸多进展。特别是全场测量技术的广泛应用，使得材料弹性常数的分析与检测的精确度突破有了较大的进步空间。

准确的材料力学性能参数是各种力学分析和结构设计的基础。如飞机复合材料性能测试是一项非常重要的研究课题。一直以来由于受到试验设备以及试验方法的局限，研究人员往往无法全面评价材料的弹塑性性能、微观变形损伤机制等参数，导致无法预测材料在实际服役中的失效行为，常常因此对人类的生命和财产造成巨大损失。特别地，对于解决材料弹塑性参数检测的问题，现有技术多存在分析过程比较繁琐的缺陷，难以通过单次试验获取到材料的多个弹性力学参数，往往需要重复多次试验，分析效率极为低下，试验的总体成本也很高；而且每次试验的外界条件难以做到完全一致，因此分析的结果容易出现较大波动，精度较低，这些问题目前亟待解决。

名词解释：

各向异性(anisotropic)：指物质的全部或部分化学、物理等性质随着方向的改变而有所变化，在不同的方向上呈现出差异的性质。

Voigt标记(Voigt notation)：将高阶自由标量的张量写成低阶张量(矩阵)形式的过程叫做Voigt标记，其规则叫做Voigt移动规则(Voigt kinematics rule)，在不同的参考坐标下有不同的分量。

发明内容

为至少部分地解决上述技术问题，本发明实施例的目的在于：提供一种材料各向异性弹性常数检测方法、系统、装置及存储介质，能够有效通过单次试验获取到多组材料的弹性力学参数，从而减少试验成本的投入，提高材料分析工作的效率。

本发明实施例所采取的技术方案是：

第一方面，本发明实施例提供了一种材料各向异性弹性常数检测方法，包括以下步骤：

通过全场应变测量技术获取材料的变形位移及应变信息；

基于特征函数虚场法建立多组虚场，各组所述虚场互不相同；

根据虚功原理分别在所述多组虚场中对所述变形位移及应变信息进行分析，获取材料各向异性弹性常数信息矩阵；

通过所述材料各向异性弹性常数信息矩阵对所述材料的各向异性弹性常数进行检测。

进一步，所述通过全场应变测量技术获取材料的变形位移及应变信息这一步骤，其具体包括：

划定材料的待检测区域，获取所述待检测区域的体积、外表面积数据；

通过全场应变测量技术获取材料的所述待检测区域的变形位移及应变信息。

进一步，所述全场应变测量技术包括散斑干涉测量技术、云纹法测量技术、格栅法测量技术和数字图像相关测量技术。

进一步，所述基于特征函数虚场法建立多组虚场这一步骤，其具体包括：

通过全场光学测量技术，获取材料的变形位移及应变信息，在m×n的网格上构建材料的应变场；