[发明专利]基于三维打印技术的三维应变测量系统及其测试方法

权利要求书

1.一种基于三维打印技术的三维应变测试方法，其特征在于，包括步骤：

S10：采用三维打印制作应变砖模型，所述应变砖模型包括两两相互垂直的n个侧面，其中，6≥n≥3；

S20：将三组应变片组一一对应地设置于两两相邻的所述三个侧面上，其中，每组所述应变片组包括位于同一平面内的三个应变片，相邻两个所述应变片之间呈45°设置，且九个所述应变片的方向均不相同；

S30：将所述应变砖模型植入三维打印试样内部，将所述三维打印试样放入空间直角坐标系中，确定每一所述应变片的坐标值；

S40：根据每个所述应变片所测量的应变片测量值，得到6个常应变分量；

其中，当所述应变片测量值的数量大于6时，根据应变转换方程(1)和最小二乘法公式计算得出6个常应变分量，分别记为ε_x、ε_y、ε_z、ε_xy、ε_yz、ε_zx；

当所述应变片测量值的数量等于6时，根据应变转换方程(1)得出6个常应变分量，分别记为ε_x、ε_y、ε_z、ε_xy、ε_yz、ε_zx：

其中，ε_i表示6个所述应变片测量值中的一个所述应变片测量值；S50：根据所述坐标值及所述6个常应变分量，得到所述三维打印试样的主应变方向及主应变量。

2.根据权利要求1所述的基于三维打印技术的三维应变测试方法，其特征在于，所述步骤S50中得到所述三维打印试样的主应变量具体包括：

根据公式(2)、(3)、(4)及(5)得到所述三维打印试样的三个主应变量ε₁，ε₂，ε₃：

I₁＝ε_x+ε_y+ε_z (2)

ε³-I₁ε³+I₂ε-I₃＝0 (5)

其中，I₁、I₂、I₃分别为应变张量第一、第二、第三不变量。

3.根据权利要求2所述的基于三维打印技术的三维应变测试方法，其特征在于，所述步骤S50中得到所述三维打印试样的所述主应变方向具体包括：

将所述主应变方向用余弦值L、M、N表示，根据公式(6)得到所述余弦值L、M、N，从而得到所述主应变方向：

4.根据权利要求1所述的基于三维打印技术的三维应变测试方法，其特征在于，所述步骤S30中每一所述应变片的坐标值分别记为(l_a，m_a，n_a)、(l_b，m_b，n_b)、(l_c，m_c，n_c)……(l_i，m_i，n_i)；

所述步骤S30中确定每一所述应变片的坐标值具体包括：

将每一所述应变片与所述坐标系原点形成一直线，确定所述直线与所述Z轴的夹角为θ，所述直线在所述XY平面的投影与所述X轴的夹角为

根据公式(7)、(8)及(9)得到每一所述应变片的坐标值：

n＝cosθ (9)。

5.根据权利要求1所述的基于三维打印技术的三维应变测试方法，其特征在于，在所述步骤S10后且在所述步骤S20之前，还包括步骤：

S11：切割并打磨所述应变砖模型；

S12：在切割打磨后的所述应变砖模型表面涂抹环氧树脂，使其表面光滑平整。