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原文传递一种基于DCPD法裂纹扩展信号的标定装置及标定方法

专利名称：	一种基于DCPD法裂纹扩展信号的标定装置及标定方法
摘要：	本发明公开了一种基于DCPD法裂纹扩展信号的标定装置及标定方法，标定装置包括腔体、腔体底座和塑料切片，腔体设置在腔体底座的顶部，腔体外形为长方体结构，腔体的腔壁围成的空腔为长方体内腔，前壁和后壁的中部均竖直设置有缝隙，缝隙的两侧沿长度方向均设置有刻度，长方体内腔内充满液态金属，塑料切片可插入缝隙内切割液态金属。本发明利用液态金属在常温下呈液态且具有一定流动性的性能，将液态金属切割可直观、形象的模拟裂纹扩展的情况，为研发基于DCPD法裂纹监测仪器提供了一种可反复使用和直观表征的模拟裂纹扩展信号的方法，具有性能稳定并可反复操作的优点，大大降低了基于DCPD法裂纹监测仪器的制造成本。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	陕西;61
申请人：	西安科技大学
发明人：	薛河;苟思育;张亮;倪陈强;魏其深;李萌
专利状态：	有效
申请日期：	2019-02-23T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-14T00:00:00+0800
申请号：	CN201910134575.5
公开号：	CN109884125A
代理机构：	北京中济纬天专利代理有限公司
代理人：	线飞祥
分类号：	G01N27/00(2006.01);G;G01;G01N;G01N27
申请人地址：	710054 陕西省西安市雁塔路58号
主权项：	1.一种基于DCPD法裂纹扩展信号的标定装置，其特征在于：包括腔体(3)、腔体底座(4)和塑料切片(5)，所述腔体(3)设置在腔体底座(4)的顶部，所述腔体(3)的外形为长方体结构，所述腔体(3)由前壁、后壁、左壁、右壁和底壁组成，所述前壁、后壁、左壁、右壁和底壁围成的空腔为长方体内腔(1)，所述长方体内腔(1)内充满液态金属(6)，所述前壁和后壁的中部均竖直设置有缝隙(2)，所述前壁和后壁上的缝隙(2)相对称，所述缝隙(2)的两侧沿长度方向均设置有刻度，所述塑料切片(5)插入缝隙(2)内且用于切割液态金属(6)，所述塑料切片(5)的厚度与缝隙(2)的宽度相等，所述塑料切片(5)的长度大于长方体内腔(1)的高度，所述塑料切片(5)的宽度大于长方体内腔(1)的宽度。 2.按照权利要求1所述的一种基于DCPD法裂纹扩展信号的标定装置，其特征在于：所述标定装置应用于裂纹监测仪器对304钢试样的裂纹扩展信号的标定，所述裂纹监测仪器为基于DCPD法的裂纹监测仪器。 3.按照权利要求2所述的一种基于DCPD法裂纹扩展信号的标定装置，其特征在于：所述腔体(3)的长度L1为20mm、宽度W1为12mm、高度H1为20mm，所述长方体内腔(1)的长度L2为16mm、宽度W2为10mm、高度H2为18mm。 4.按照权利要求3所述的一种基于DCPD法裂纹扩展信号的标定装置，其特征在于：所述缝隙(2)的宽度为0.3mm，所述塑料切片(5)的长度为20mm、宽度为12mm、厚度为0.3mm。 5.按照权利要求4所述的一种基于DCPD法裂纹扩展信号的标定装置，其特征在于：所述液态金属(6)为镓锌合金液态金属。 6.按照权利要求5所述的一种基于DCPD法裂纹扩展信号的标定装置，其特征在于：所述液态金属(6)的体积为2.88毫升。 7.按照权利要求5所述的一种基于DCPD法裂纹扩展信号的标定装置，其特征在于：所述镓锌合金液态金属中镓金属的质量与锌金属的质量之比为3：1。 8.一种利用如权利要求7所述装置进行基于DCPD法裂纹扩展信号的标定方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、在室温下，用针管将液态金属(6)注射到长方体内腔(1)内，使得液态金属(6)充满整个长方体内腔(1)；步骤二、将基于DCPD法的裂纹监测仪器的电流信号输出端连接线沿着前壁内侧插入液态金属(6)内，将基于DCPD法的裂纹监测仪器的电压信号采集端连接线沿着前壁的内侧插入液态金属(6)内，在基于DCPD法的裂纹监测仪器上设定液态金属(6)的输入电流值为0.1A；步骤三、基于DCPD法的裂纹监测仪器采集并保存液态金属(6)的电压输出信号为V0；步骤四、使用塑料切片(5)沿着缝隙(2)并按照缝隙(2)两侧标识的刻度向下切割液态金属(6)，刻度由上向下递增，当切割到1mm时停止切割并保持塑料切片(5)的位置不变，使得液态金属(6)产生模拟裂纹扩展的形状；步骤五、基于DCPD法的裂纹监测仪器采集并保存液态金属(6)在切割1mm时的电压输出信号为V1；步骤六、基于304钢试样的有限元模型分析及液态金属(6)的实验验证，得到液态金属(6)在切割状态下的电压信号与304钢试样裂纹扩展信号之间的关系为：当输入电流为0.1A时，液态金属(6)切割d mm可以模拟当输入电流为1A时304钢试样裂纹增长d mm的裂纹扩展信号，由于两次采集电压输出信号的切割长度差为1mm，依据以上的关系可得到两次采集的电压信号的差值ΔV＝V1-V0可模拟304钢试样裂纹增长1mm的裂纹扩展信号，因此将基于DCPD法的裂纹监测仪器采集的ΔV信号标定为304钢试样输入电流为1A、裂纹扩展1mm时的裂纹扩展信号；步骤七、设定液态金属(6)的切割增长量为1mm，重复步骤四和步骤五并将采集到的电压信号与步骤三采集的电压信号求差值，根据步骤六中的已知的关系结论来对不同的304钢试样的裂纹扩展长度的扩展信号进行标定，当完成裂纹扩展长度为5mm的裂纹扩展信号的标定时，基于DCPD法的裂纹监测仪器的裂纹扩展信号标定结束。
所属类别：	发明专利