当前位置: 首页> 交通专利数据库 >详情
原文传递 夹层结构抗弯性能热损伤效应的测试系统与评估方法
专利名称: 夹层结构抗弯性能热损伤效应的测试系统与评估方法
摘要: 本发明涉及一种夹层结构抗弯性能热损伤效应的测试系统与评估方法,采用加热过程和测试过程同时进行的方式,解决了现有夹层材料抗弯性能热损伤效应测试时加热过程和测试过程相互独立进行所带来的测试时间长、测试过程繁琐且实验效果易受蠕变影响的问题。该系统在力学加载机构和夹具配合下对被测试夹层结构施加力的同时,采用加热光源对被测试夹层结构加热,并且利用位移传感器检测被测试夹层结构在外力作用下中点的位移量,利用热像仪检测被测试夹层结构前表面的温度,最后将温度、受力大小以及位移量传输至计算机,通过计算机计算出被测试夹层结构在任意温度下的抗弯刚度保持系数,最终实现被测试夹层结构抗弯性能的评估。
专利类型: 发明专利
国家地区组织代码: 陕西;61
申请人: 西北核技术研究所
发明人: 王家伟;朱永祥;韦成华;吴丽雄;马志亮;刘卫平
专利状态: 有效
申请日期: 2019-03-06T00:00:00+0800
发布日期: 2019-06-21T00:00:00+0800
申请号: CN201910167802.4
公开号: CN109916738A
代理机构: 西安智邦专利商标代理有限公司
代理人: 唐沛
分类号: G01N3/20(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址: 710024 陕西省西安市灞桥区平峪路28号
主权项: 1.一种夹层结构抗弯性能热损伤效应的测试系统,其特征在于: 包括光学平台(14)、加热光源(3)、微透镜阵列(9)、热像仪(12)、夹具(11)、位移传感器(4)、力学加载机构以及计算机(8); 加热光源(3)安装在光学平台(14)上,加热光源(3)的出射光路上安装微透镜阵列(9),微透镜阵列(9)的透射光路上安装被测试夹层结构(10),被测试夹层结构(10)前表面接收微透镜阵列(9)的透射光,被测试夹层结构(10)的后表面与安装在光学平台(14)上的夹具(11)接触,且接触位置为间隔的两简支点; 力学加载机构为两组,两组力学加载机构分别对被测试夹层结构(10)的上端面边缘和下端面边缘施加大小、方向均相同的外力; 位移传感器(4)安装在光学平台(14)上,用于检测被测试夹层结构(10)在外力作用下中点的位移量; 热像仪(12)安装在光学平台(14)上,用于检测被测试夹层结构(10)受激光辐照面的温度; 计算机(8)分别与热像仪(12)以及位移传感器(4)连接; 所述加热光源(3)、微透镜阵列(9)、夹具(11)以及位移传感器(4)的中心位于同一高度。 2.根据权利要求书1所述夹层结构抗弯性能热损伤效应的测试系统,其特征在于: 所述夹具(11)包括平板(19)以及垂直固连在平板两端的两个侧板(18);两个侧板(18)的外沿分别与被测试夹层结构(10)后表面接触;夹具跨度(16)与夹具外伸臂(17)之间的比值不小于3:1;所述夹具跨度(16)为两个侧板(18)与被测试夹层结构(10)后表面接触位置之间的距离;所述夹具外伸臂(17)为被测试夹层结构(10)上端面或下端面与侧板(18)外沿和被测试夹层结构(10)接触点之间的距离。 3.根据权利要求书2所述夹层结构抗弯性能热损伤效应的测试系统,其特征在于: 所述力学加载机构包括力学加载杆(5)、钢丝绳(13)、定滑轮(7)以及砝码(6); 所述力学加载杆(5)安装在被测试夹层结构(10)的上端面及下端面,定滑轮(7)安装在光学平台(14)上,钢丝绳(13)的一端与力学加载杆(5)固连,另一端绕过定滑轮(7)后连接所述砝码(6)。 4.根据权利要求书3所述夹层结构抗弯性能热损伤效应的测试系统,其特征在于: 所述光学平台(14)上设置有高度不同的多根螺杆(15),所述多根螺杆(15)分别用于安装加热光源(3)、微透镜阵列(9),被测试夹层结构(10)、夹具(11)、位移传感器(4)以及热像仪(12)。 5.根据权利要求书4所述夹层结构抗弯性能热损伤效应的测试系统,其特征在于: 所述位移传感器(4)可采用激光测距式位移传感器与机械式位移传感器。 6.根据权利要求书5所述夹层结构抗弯性能热损伤效应的测试系统,其特征在于: 所述位移传感器(4)的量程范围为10mm~5cm,位移传感器(4)精度范围为0.001mm~0.01mm。 7.根据权利要求书6所述夹层结构抗弯性能热损伤效应的测试系统,其特征在于: 所述力学加载杆(5)为耐高温圆形钢管制成,其外径为0.5mm~2mm,内径≥0.3mm。 8.根据权利要求书7所述夹层结构抗弯性能热损伤效应的测试系统,其特征在于: 所述砝码(6)的重量范围为0.1kg~1kg。 9.根据权利要求书8所述夹层结构抗弯性能热损伤效应的测试系统,其特征在于:所述加热光源为激光器或石英灯阵。 10.一种夹层结构抗弯性能热损伤效应的评估方法,其特征在于,采用如权利要求1所述的测试系统,具体步骤如下: 【1】获取初始常温下被测试夹层结构的抗弯刚度,具体计算公式为: 其中,P为两个力学加载机构施加的外力之和,w为常温环境下被测试夹层结构发生的位移,l为夹具与被测试夹层结构两处接触位置之间的跨度,d为的被测试夹层结构宽度,DXL(T0)为常温下夹层结构的抗弯刚度; 【2】获取温度变化过程中被测试夹层结构的抗弯刚度,具体计算公式为: 其中,w(Ti)为某时刻受辐照面温度为Ti时被测试夹层结构中点发生的位移; 【3】计算温度Ti下被测试夹层结构的抗弯刚度保持系数ηD(Ti)为: 【4】对温度Ti下被测试夹层结构抗弯性能进行评估; 设,抗弯刚度保持系数阈值为C,C为常量,取值为0.8或0.5; 当ηD(Ti)的值小于C时,则认为在温度Ti下被测试夹层结构抗弯性能出现了明显下降,不符合使用要求; 当ηD(Ti)的值大于等于C时,则认为在温度Ti下被测试夹层结构抗弯性能符合使用要求。
所属类别: 发明专利
检索历史
应用推荐