[实用新型]一种光弹-电测-DIC同步实验系统

说明书

本实用新型提供了一种光弹‑电测‑DIC同步实验系统。包括闪光灯源A(1)、闪光灯源B(2)、电容充电器(3)、偏振片A(4)、四分之一波片A(5)、四分之一波片B(6)、偏振片B(7)、凸透镜(8)、超高速摄影机(9)、实验加载台(10)、落锤(11)、冲击头(12)、延迟信号控制器(13)、超动态应变仪(16)、数据采集仪(17)、电脑(18)、试件(36)、散斑(37)；该系统将动态光弹系统、电测系统和数字图像相关系统(DIC)有效结合在一起，能够多角度、更全面地分析岩石材料的动态断裂力学特性，分析裂纹起裂的应力应变场以及裂纹尖端的应力场和位移场等多个力学参数，总结岩石材料的动态破坏规律。

技术领域

本实用新型涉及实验力学研究领域的动态断裂力学实验研究系统，尤其涉及一种研究岩石材料裂纹起裂及扩展机理的实验系统。

背景技术

在土木工程领域中，岩石是较常见的工程材料之一，研究岩石的物理力学性质对指导工程的设计施工具有重要意义。其中，岩石的动态断裂问题一直是工程设计领域的热点问题。岩石材料的动态破坏在多种条件作用下是一个多变且复杂的过程。研究岩石在动态条件下的破坏机理，分析裂纹起裂的应力应变场以及裂纹尖端的应力场和位移场等多个力学参数，总结岩石材料的动态破坏规律，对于指导工程设计、合理施工具有重要作用。

目前国内外对岩石材料动态断裂特性的研究已经取得一定成果，然而对岩石材料在受损前至完全破坏的动态断裂机理尚未完全清楚。一方面，岩石受天然地质构造的影响，杂质、缺陷、节理等充填其中，使得岩石材料的断裂行为不同于其他均质材料；另一方面，单独使用某一种实验系统研究岩石材料的断裂破坏具有片面性，无法多角度、更全面分析岩石材料的动态断裂力学特性。实验室中研究岩石断裂过程的常见系统有动态光弹系统、电测系统、数字图像相关系统(Digital Image Correlation DIC)、焦散线系统等。本系统综合使用动态光弹系统、电测系统、数字图像相关系统(DIC)同时对岩石类材料的动态断裂力学行为和裂纹扩展机理进行研究。

实用新型内容

本实用新型提供了一种可同步利用动态光弹性系统、应变片电测系统和数字图像相关系统(DIC)研究岩石类材料中运动裂纹起裂和扩展机理的实验系统。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种光弹-电测-DIC同步实验系统，包括闪光灯源A(1)、闪光灯源B(2)、电容充电器(3)、偏振片A(4)、四分之一波片A(5)、四分之一波片B(6)、偏振片B(7)、凸透镜(8)、超高速摄影机(9)、实验加载台(10)、落锤(11)、冲击头(12)、延迟信号控制器(13)、应变片A(14)、应变片B(15)、超动态应变仪(16)、数据采集仪(17)、电脑(18)、桥盒A(19)、桥盒B(20)、大地(21)、屏蔽线A(22)、屏蔽线B(23)、信号线A(24)、信号线B(25)、信号线C(26)、信号线D(27)、信号线E(28)、信号线F(29)、信号线G(30)、信号线H(31)、信号线I(32)、信号线J(33)、信号线K(34)、信号线L(35)、试件(36)、散斑(37)；其中，落锤(11)、冲击头(12)位于实验加载台(10) 上，用屏蔽线A(22)连接桥盒A(19)和大地(21)，用屏蔽线B(23)连接桥盒B(20)和大地(21)，用信号线D(27)将落锤(11)、冲击头(12)和延迟信号控制器(13)连接，并调节延迟信号控制器(13)触发模式为“断通”触发模式，用信号线K(34)连接桥盒A(19)和超动态应变仪(16)，用信号线L (35)连接桥盒B(20)和超动态应变仪(16)，用信号线F(29)连接超动态应变仪(16)和数据采集仪(17)，用信号线G(30)连接数据采集仪(17)和电脑(18)，用信号线H(31)连接电脑(18)和超高速摄影机(9)，用信号线 E(28)连接超高速摄影机(9)和延迟信号控制器(13)，用信号线C(26)连接超高速摄影机(9)和电容充电器(3)，用信号线A(24)连接闪光灯源A(1) 和电容充电器(3)，用信号线B(25)连接闪光灯源B(2)和电容充电器(3)。