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原文传递一种高加载率下脆性材料一维层裂实验的全场分析方法

专利名称：	一种高加载率下脆性材料一维层裂实验的全场分析方法
摘要：	本发明公开了一种高加载率下脆性材料一维层裂实验的全场分析方法，特点是使用数字图像相关法（DIC技术）计算超高速摄像机记录的图片，得到杆状试件在所有图片上的所有像素点的应变历史，形成应变数据库；根据应变数据库分析得到一个杆状试件上所有层裂位置的层裂起始时刻和断裂应变。优点是通过上述方法不仅能准确确定脆性材料在霍普金森压杆实验中发生多个层裂的断裂应变及应变率，也能够确定每个层裂发生的时间和位置等数据，有效地利用了投入的人力物力以及测得的大量且可贵的实验数据，有效的解决了以往方法中在高加载率实验中不能同时获得所有断裂位置的层裂强度的问题。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	浙江;33
申请人：	宁波大学
发明人：	俞鑫炉;董新龙;周风华;付应乾;郑宇轩
专利状态：	有效
发布日期：	2019-01-01T00:00:00+0800
申请号：	CN201810233845.3
公开号：	CN108844834A
代理机构：	宁波奥圣专利代理事务所(普通合伙) 33226
代理人：	胡珣燕
分类号：	G01N3/30(2006.01)I;G;G01;G01N;G01N3;G01N3/30
申请人地址：	315211 浙江省宁波市江北区风华路818号
主权项：	1.一种高加载率下脆性材料一维层裂实验的全场分析方法，其特征在于包括如下步骤：(1)在由脆性材料制成的杆状试件上，刷白色底漆；(2)待白色底漆干燥后，在白色底漆上喷涂小的黑色斑点；(3)待杆状试件上的黑色斑点干燥后，将杆状试件的一端作为固定端，与固定端相对的另一端为杆状试件的自由端，将杆状试件安装在霍普金森压杆装置上，使固定端的端面与霍普金森压杆装置上的入射杆的端面相接触；(4)沿杆状试件的径向架设超高速摄像机，并使超高速摄像机的镜头垂直于杆状试件的轴向；(5)设霍普金森压杆装置所采用的子弹的长度为一个单位特征长度，调节超高速摄像机的位置，使超高速摄像机的中心位置在位于自杆状试件的自由端到固定端方向的一个单位特征长度到两个单位特征长度之间，并对超高速摄像机设定一个拍摄延迟时间Δt，由公式得到，其中c_入射杆为入射杆的弹性波速，l_杆状试样杆状试样的长度，c_杆状试样为杆状试样的弹性波速；(6)将杆状试件的固定端的端面定义为撞击面，在霍普金森压杆装置的入射杆上距撞击面四个单位特征长度到六个单位特征长度的位置范围内贴应变片；(7)用金属子弹正向撞击入射杆的端部，将应变片上测得的压缩波电信号的上升沿信号作为超高速摄像机的触发信号，超高速摄像机接收到该触发信号的时间点记为t0，当时间点t0+Δt时，超高速摄像机开始拍摄，将杆状试件从其自由端的端头起算的两倍的单位特征长度到四倍的单位特征长度的位置范围在实验过程中的状态用图片的形式拍摄下来，拍摄完成，用电脑下载超高速摄像机所拍摄的图片；(8)使用数字图像相关法(DIC技术)计算超高速摄像机记录的图片，得到杆状试件在所有图片上的所有像素点的应变历史，形成应变数据库；(9)基于上述应变数据库，画出杆状试件的轴线上所有像素点的应变沿时间的等高线图，在该等高线图中X轴为杆状试件轴向的拉格朗日坐标，Y轴为时间；(10)将等高线图上的尖峰凸起的顶点位置定义为层裂位置，在该等高线图上读取层裂位置的(X,T)坐标，其中X坐标为层裂位置的拉格朗日坐标，T坐标为该位置发生层裂的起始时刻tspalling，顶点位置所对应的等高线的高度值即为相应层裂位置的断裂应变εspalling。
所属类别：	发明专利