[实用新型]网格变形测量仪

说明书

本实用新型公开的网格变形测量仪是“网格试验”中 测量网格变形量的一种专用测量工具。

生产和研究中常用的“网格试验方法”，通过测量体 积变形的对称平面上或薄板成形的板平面上予制的标准网 格在塑性变形中几何尺寸的改变量来计算材料或构件的应 变张量和应力张量，用以确定工艺参数、分析产品缺陷和 研究材料的力学性能及塑性变形能力。网格平面在塑性变 形后，一般成为变曲率的不可展曲面，所以通常情况下， 网格几何尺寸改变量的测量，归结为任意曲面上给定两点 间大园弧线长的测量。现有技术一般采用下述三种方法测 量：1.用曲面上两点间的直线距离-弦线长近似代替弧线 长。弦线长用卡尺直接测量或工具显微镜测量；2.使用专 用工具，同时测量两点间的弦线长及弦线和其对应的弧线 组成弓形的高，用弓形弧长公式计算；3.用有机胶膜在曲 面上拓印，揭下胶膜压平后测量。方法1仅在曲面曲率很 小时适用，曲率较大时测量误差太大，而且此种方法实质 上是一种近似测量方法；方法2在曲面曲率不变时是准确 测量方法，曲率变化时，有测量误差，而且此种方法需要 测量两个方向上的长度，相对误差增大；方法3仅在曲面 为可展曲面时适用，否则拓印的胶膜无法压平，而且胶膜 的变形使测量误差增大。

本实用新型的目的在于：用光学对中法直接测量平面 或任意凸形曲面上网格的尺寸。适用于需要精确测量网格 尺寸及其变化量的网格试验。

网格变形测量仪的测量原理如图1所示。工具显微镜 的轴线与底部的光学玻璃平面保持垂直，并与切点处曲面 的法线重合。机构从初始位置A沿曲面滚动到B时，工具 显微镜的轴线从A处移动到A’处。由于A’B直线为AB 弧的展开线，A’B线段长与AB弧弧线长相等。平行移 动工具显微镜筒到B点，即可从工具显微镜螺旋机构的刻 度上读出A’B线段的长，也就是所测AB弧的弧线长。

网格变形测量仪结构简单，便于使用，适用于任意凸 形曲面或平面上两点间距离的精确测量。测量精度高，无 计算误差。

以下结合实施例说明网格变形测量仪的结构特征。图 2是网格变形测量仪的一个实施例。如图所示显微镜筒 (11)垂直装在导向筒(8)中，导向筒上有调焦机构 (6)。旋动调焦机构上的调焦手轮(7)，可以带动显 微镜筒垂直上下移动，将焦点调在底部光学玻璃板(13) 的下平面上，拧紧锁紧机构(4)上的螺钉(5)，固定 焦点。

导向筒及调焦机构连同显微镜筒一起固定在水平移动 机构(10)的导向滑块上。水平移动机构的外壳用螺钉 固定在底座(12)上部的弧形板(9)上，使其轴线与 底部光学玻璃板的下平面保持平行，这样显微镜筒的轴线 始终与光学玻璃板下平面保持垂直。手持摇柄(1)，旋 转螺旋机构(2)，即可由螺旋付带动导向滑块及固定其 上的导向筒中的显微镜筒沿水平移动机构的轴线左右移动。 移动的距离可以从螺旋机构的刻度盘(3)上读出。

底座的下部开一矩形通孔，通孔的下面用倒V形槽嵌 装一块光学玻璃板，玻璃板底座的下平面突出0.5毫米 至1毫米。

为保证测量时显微镜筒的轴线与待测点的曲面法线重 合，使用时底部光学玻璃板下平面上涂极薄的一层钟表油。 如图3所示，光学玻璃板接触曲面后，油迹浸润边缘以切 点对称。在显微镜的视野中，看到油迹浸润边缘以待测点 为对称时，即可保证光学玻璃下平面与曲面在待测点相切， 亦即保证显微镜筒轴线与待测点的曲面法线重合。若上述 油迹浸润边缘不以待测点对称，继续滚动机构到对称即可。