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一种基于红外热像技术的疲劳裂纹扩展速率测量方法
| 专利名称： | 一种基于红外热像技术的疲劳裂纹扩展速率测量方法 |
| 摘要： | 一种基于红外热像技术的疲劳裂纹扩展速率测量方法包括如下步骤：对满足所需的几何尺寸及表面粗糙度的试样喷涂黑色哑光漆，以提高试样表面的发射率；安装试样，架设红外热像仪，确定观测区域，对红外图像空间分辨率进行标定；设置疲劳加载参数与红外热像仪采样参数，开始疲劳试验，实时记录疲劳裂纹尖端区域的温度场演化过程；利用二维热传导模型由温度场计算获取相应的热源场，并在热源场中自动识别疲劳裂纹尖端位置；根据疲劳裂纹尖端位置的变化，即可确定裂纹扩展路径，获取各个时刻下的疲劳裂纹长度，进而可计算得到疲劳裂纹扩展速率。该方法测量结果准确、可靠、对测试环境要求低、便于操作，可实现非接触测量、全场测量与自动化测量。 |
| 专利类型： | 发明专利 |
| 国家地区组织代码： | 湖南;43 |
| 申请人： | 湖南大学 |
| 发明人： | 王晓钢;姜潮;冉红瑞 |
| 专利状态： | 有效 |
| 发布日期： | 2019-01-01T00:00:00+0800 |
| 申请号： | CN201810921058.8 |
| 公开号： | CN108760546A |
| 代理机构： | 长沙惟盛赟鼎知识产权代理事务所(普通合伙) 43228 |
| 代理人： | 姚亮梅 |
| 分类号： | G01N3/38(2006.01)I;G;G01;G01N;G01N3;G01N3/38 |
| 申请人地址： | 410082 湖南省长沙市麓山南路1号 |
| 主权项： | 1.一种基于红外热像技术的疲劳裂纹扩展速率测量方法,其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤(1)试样准备：对试样进行机加工，达到所需的几何尺寸及表面粗糙度；步骤(2)喷漆处理：在试样表面喷涂一层薄而均匀的黑色亚光漆，以提高试样表面的热辐射率，并保证表面发射率的均匀分布；步骤(3)安装试样、架设红外热像仪：采用合适的夹具安装好试样，并将红外热像仪架设至合适位置，调整镜头焦距，直至可清晰观察到疲劳裂纹轮廓，确定观测区域ZOI(Zone of Interest)；步骤(4)图像像素大小标定：根据测试条件下红外热像图的空间分辨率，确定单个像素点所占的物理尺寸；步骤(5)设置实验条件开始试验：设定红外热像仪的采样频率及相关测量参数，设定疲劳试验机的加载参数，采用交变载荷对试样进行疲劳加载，并同时开启红外热像仪，同步记录疲劳试样表面的热像图，获取实时温度场；步骤(6)计算热源场及自动识别裂纹尖端位置：基于原始温度场数据，利用二维热传导模型计算出相应的热源场，并在获取的热源场中自动识别出疲劳裂纹尖端位置，即固有耗散最大值的坐标位置；步骤(7)计算疲劳裂纹长度及裂纹扩展速率：根据疲劳裂纹尖端像素点位置，由裂纹尖端的初始位置即可计算获取各个时刻的疲劳裂纹长度，并进而计算得到疲劳裂纹扩展速率。 |
| 所属类别： | 发明专利 |
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