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原文传递爆炸加载电测-动态光弹性混合实验系统及方法

专利名称：	爆炸加载电测-动态光弹性混合实验系统及方法
摘要：	本发明公开了一种爆炸加载电测‑动态光弹性混合实验系统及方法，包括激光光源(1)、扩束镜(2)、凸透镜A(3)、偏振片A(4)、四分之一波片A(5)、四分之一波片B(6)、偏振片B(7)、凸透镜B(8)、高速摄影机(9)、电脑(10)、实验加载台(11)、延时与控制器(12)、多通道脉冲点火器(13)、超动态应变仪(14)、数据采集仪(15)、试件(33)、炸药药包(34)、桥盒、信号线、屏蔽线、应变片；该系统综合了两种实验方法的优点，能够测得运动裂纹的扩展速度、裂纹尖端区域应变量、动态应力强度因子、动态断裂韧度等各项力学参数，还可获得试件全应力场动态光弹条纹、焦散斑系列图片等信息，通过综合对比分析两种方法同时测得的数据，能够更加准确、科学、定量地研究爆生运动裂纹的扩展机理及运动裂纹在扩展过程中的相互作用关系。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	中国矿业大学(北京)
发明人：	岳中文;王煦;宋耀
专利状态：	有效
申请日期：	2017-12-14T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-02T00:00:00+0800
申请号：	CN201711334856.2
公开号：	CN109959570A
分类号：	G01N3/313(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	100083 北京市海淀区学院路丁11号
主权项：	1.爆炸加载电测-动态光弹性混合实验系统，其特征在于，包括激光光源(1)、扩束镜(2)、凸透镜A(3)、偏振片A(4)、四分之一波片A(5)、四分之一波片B(6)、偏振片B(7)、凸透镜B(8)、高速摄影机(9)、电脑(10)、实验加载台(11)、延时与控制器(12)、多通道脉冲点火器(13)、超动态应变仪(14)、数据采集仪(15)、试件(33)、炸药药包(34)、桥盒、信号线、屏蔽线、应变片；其中，数据采集仪(11)位于超动态应变仪(10)内部。 2.根据权利要求1所述的实验系统，其特征在于，实验开始前，根据实验需要通过电脑(10)设置试件(33)上某一应变片为触发应变片，炸药药包(34)起爆后，试件(33)中产生运动裂纹，触发应变片发生应变，产生触发信号，通过屏蔽线传递到桥盒，再通过信号线传递到超动态应变仪(14)，超动态应变仪(14)开始采集电测数据并存储于数据采集仪(15)中。超动态应变仪(14)接到触发信号的同时，通过信号线传递触发信号到高速摄影机(9)，高速摄影机(9)接到触发信号开始采集动态光弹性实验数据。从而实现电测法和动态光弹性法的同步测试和两种实验方法的数据同步采集记录。 3.根据权利要求1所述的实验系统，其特征在于，多通道脉冲点火器(13)具有多个通道，延时与控制器(12)可调节不用通道的起爆试件，因此该系统可根据实验需要，同时或先后引爆不同数量的药包。 4.根据权利要求1所述的实验系统，其特征在于，可在试件(33)上粘贴多个应变片，采集多组电测数据。 5.根据权利要求1所述的实验系统，其特征在于，可在试件(34)中设置不同数量的炸药药包，从而在试件(34)中产生一条或多条爆生裂纹进行研究。 6.根据权利要求1所述的实验系统，其特征在于，实验时可去掉系统中的偏振片A(4)、四分之一波片A(5)、四分之一波片B(6)、偏振片B(7)并调节高速摄影机(9)的焦距，从而获得动态焦散斑图片，使系统具有更广泛的应用价值。 7.根据权利要求1所述的实验系统，其特征在于，超动态应变仪(14)具有多个通道，可连接多个桥盒。从而采集多个应变片的数据。 8.根据权利要求1-7任一所述的爆炸加载电测-动态光弹性混合实验系统研究爆生运动裂纹扩展机理的方法，其特征在于，包括以下步骤：首先，根据实验需要在试件(33)上粘贴应变片。如果应变片粘贴不合格，如粘贴位置距实验时的裂纹扩展轨迹过远或过近、粘贴朝向角偏差过大、胶粘剂涂覆过多或不足，都会造成电测结果失真。所以在试件(33)上粘贴应变片时，先准确测量并确定贴放位置，做好标记后粘贴。粘贴前，应以浸湿酒精的脱脂棉对试件表面进行清洁。用502胶水涂覆应变片粘贴面，贴放后用聚乙烯保鲜薄膜覆盖，用手指按压挤出气泡，持续30s即可粘牢。胶粘剂不宜过多，以免影响动态光弹性实验效果。其次，调试动态光弹性光路系统。保证激光光源(1)、扩束镜(2)、凸透镜A(3)、偏振片A(4)、四分之一波片A(5)、四分之一波片B(6)、偏振片B(7)、凸透镜B(8)、高速摄影机(9)位于同一条水平直线上。偏振片A(4)与偏振片B(7)的偏振轴相互平行或垂直，四分之一波片A(5)、四分之一波片B(6)的快、慢轴相互垂直，并且四分之一波片A(5)、四分之一波片B(6)的快、慢轴均与偏振片A(4)与偏振片B(7)的偏振轴夹角为45°。扩束镜(2)位于凸透镜A(3)的焦点处，高速摄影机(9)的镜头位于凸透镜B(8)的焦点处，调整高速摄影机(9)的焦距，使高速摄影机(9)对焦到试件所在位置。用信号线连接高速摄影机(9)和电脑(10)。再次，连接电测系统。用屏蔽线连接桥盒和试件(33)上的应变片，用信号线连接桥盒和超动态应变仪(14)，用信号线连接超动态应变仪(14)和电脑(10)，用信号线连接超动态应变仪(14)和高速摄影机(9)。然后，在试件(33)中装入炸药药包(34)，并将试件(33)固定于实验加载台(11)上。用信号线连接延时与控制器(12)和多通道脉冲点火器(13)，用信号线连接多通道脉冲点火器(13)与炸药药包(34)。然后，利用电脑(10)设置某一应变片为触发应变片，并设置超动态应变仪(14)和高速摄影机(9)为待触发状态。最后，操作延时与控制器(12)控制多通道脉冲点火器(13)引爆炸药药包(34)，对试件(33)施加爆炸荷载，在试件(33)中产生爆生裂纹，系统自动同步采集记录电测实验数据和动态光弹性实验数据。
所属类别：	发明专利