[发明专利]材料动态测量方法

权利要求书

1.一种材料动态测量方法，其特征在于，包括：

S110，提供轴向振动测量系统(600)，所述轴向振动测量系统(600)包括传感器(10)，所述传感器(10)包括待测件固定部(100)、夹持部(200)、应变片固定位(300)以及多个应变片(610)，所述待测件固定部(100)具有中心对称轴(130)，所述夹持部(200)垂直固定于所述待测件固定部(100)一表面的中心，所述夹持部(200)的轴线通过所述中心对称轴(130)，所述应变片固定位(300)位于所述夹持部(200)靠近所述待测件固定部(100)的一端，所述待测件固定部(100)用以固定待测件(500)，所述多个应变片(610)中每两个所述应变片(610)设置于所述应变片固定位(300)相对表面位置，并一一相对设置；

S120，将所述轴向振动测量系统(600)中所述待测件固定部(100)等效为质量块(710)，将所述夹持部(200)等效为阻尼(720)和弹簧(730)，所述质量块(710)、所述阻尼(720)和所述弹簧(730)形成单自由度振动模型(700)；

S130，对所述待测件(500)进行沿所述中心对称轴(130)方向的拉伸，根据牛顿第二定律获得所述单自由度振动模型(700)的受迫振动微分方程mx″(t)+cx′(t)+kx(t)＝F(t)，其中x(t)为所述轴向振动测量系统等效位移，F(t)为所述传感器(10)受到的轴向拉力，m为所述轴向振动测量系统(600)等效质量、c为所述轴向振动测量系统(600)的等效阻尼、k为所述轴向振动测量系统(600)等效弹性系数；

S140，将测量信号与所述轴向振动测量系统等效位移的线性关系式x(t)＝pV(t)代入所述受迫振动微分方程中，并根据阻尼比和固有频率，获得解析方程

其中，p为常数，ω₀为所述单自由度振动模型(700)的无阻尼固有振动角频率，ξ为所述单自由度振动模型(700)的阻尼比，V(t)为所述测量信号，V_r(t)为真实信号；

S150，当所述待测件(500)断裂后，根据所述解析方程，获得尾波自由振动微分方程对所述尾波自由振动微分方程求解并增加零飘项B，获得尾波信号

其中，尾波振幅A、所述零飘项B、所述阻尼比ξ、所述无阻尼固有振动角频率ω₀、进入尾波时间t₀均为常数；

S160，预设所述尾波信号中A、B、ξ、ω₀、t₀参数中任意三个参数，对剩余两个参数进行优化，直至A、B、ξ、ω₀、t₀参数中所有参数至少优化一次，获得优化后的参数A_优、B_优、ξ_优、ω_0优、t_0优；

S170，根据优化后获得的参数ξ_优与ω_0优，并带入所述尾波自由振动微分方程获得所述测量信号V(t)；

S180，根据所述测量信号V(t)、所述无阻尼固有振动角频率ω_0优以及所述阻尼比ξ_优，带入所述解析方程求解，获得所述真实信号V_r(t)。

2.如权利要求1所述的材料动态测量方法，其特征在于，在所述S180中，通过中心差分法，对所述解析方程进行求解，获得所述真实信号V_r(t)。

3.如权利要求1所述的材料动态测量方法，其特征在于，在所述S180中，通过傅里叶展开法或Tikhonov法，对所述解析方程进行求解，获得所述真实信号V_r(t)。