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原文传递一种测试材料损伤的试验装置及方法

专利名称：	一种测试材料损伤的试验装置及方法
摘要：	本发明公开了一种测试材料损伤的试验装置及方法，本发明在研究冲击荷载作用下材料损伤特性时，巧妙的运用了落锤冲击装置模拟了冲击荷载的冲击作用，更加方便快捷的得到材料在冲击荷载作用下的损伤规律。超声波检测冲击损伤具有较高的灵敏度，有助于对冲击荷载作用下节理岩体的破坏机理进行全面的认识。应用CT技术对冲击前后的试件进行CT成像,分析材料在冲击载荷作用下的破坏范围和损伤程度,为进一步研究材料在冲击条件下的损伤机理提供依据。从宏观和微观上对材料疲劳劣化进行诊断，对材料在工程中的长期稳定性进行科学的评价。
专利类型：	发明专利
申请人：	长安大学
发明人：	柴少波;王昊;井彦林;周涛;史杰辉;温馨
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T13:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T22:00:00+0805
申请号：	CN202010032734.3
公开号：	CN111189727A
代理机构：	西安通大专利代理有限责任公司
代理人：	马贵香
分类号：	G01N3/34;G01N29/07;G01N23/046;G;G01;G01N;G01N3;G01N29;G01N23;G01N3/34;G01N29/07;G01N23/046
申请人地址：	710064 陕西省西安市南二环中段33号
主权项：	1.一种测试材料损伤的试验装置，其特征在于，包括底座(1)，底座(1)上设置有支架(2)和用于放置试样的固定座(3)，支架(2)上设置有冲击杆(4)，冲击杆(4)的端部设置有冲击头(5)，冲击头(5)朝向固定座(3)，冲击杆(4)能够在支架(2)上上下滑动。 2.根据权利要求1所述的一种测试材料损伤的试验装置，其特征在于，冲击杆(4)上标注有刻度。 3.根据权利要求1所述的一种测试材料损伤的试验装置，其特征在于，支架(2)上设置有高度控制杆(7)，冲击杆(4)通过高度控制杆(7)固定。 4.根据权利要求3所述的一种测试材料损伤的试验装置，其特征在于，高度控制杆(7)上设置有水准仪(6)。 5.一种测试材料损伤的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，制备待测材料的圆柱试样；步骤二，采用超声波波速测定仪对制备的试件进行受冲击荷载前的超声波波速测量；步骤三，采用CT扫描仪对制备的试件进行受冲击荷载前的初次扫描；步骤四，通过落锤对试件顶部施加不同荷载冲量；步骤五，通过超声波波速测定仪对每次冲击后的试样的波速进行测量，并记录冲击前后的波速变化；步骤六，通过CT扫描仪对每次冲击后的试样进行扫描，获得每次冲击受损后的试样内部细观结构的变化；步骤七，分别基于试件冲击前后的超声波波速变化量描述其损伤特性和CT扫描图像描述材料的细观损伤的变化过程建立细观力学统计的损伤变量，得到待测试样材料的冲击损伤度与荷载冲量大小和冲击次数的相关关系，进而结合宏观波速和微观CT图像，建立试件材料在冲击荷载作用下的损伤演化规律。 6.根据权利要求5所述的一种测试材料损伤的试验方法，其特征在于，圆柱试样的直径为Ф50mm，高度为100mm。 7.根据权利要求5所述的一种测试材料损伤的试验方法，其特征在于，步骤五中，试样的初始波速为v0，材料试样在第n次冲击后的波速为vn，则材料试样的实时损伤度Dn可表示为：对每种试样分别冲击加载若干次，每次冲击时控制并记录冲击的高度及冲量，每次加载前后采用声波仪对试样的波速进行测定，从而以波速变化来衡量每次冲击造成的损伤程度。 8.根据权利要求5所述的一种测试材料损伤的试验方法，其特征在于，步骤六中，通过CT扫描仪对每次冲击后的试样进行扫描，利用内部结构图像的分形维数关系式建立损伤变量： D表示损伤变量，Dn表示第n次图像的分形维数，Dmin表示图像中最小分维数，Dmax表示图像中最大分维数，根据不同扫描断面不同阶段的CT图像分形维数，分析加载过程中分形维数的变化特征，建立相应的损伤变量。
所属类别：	发明专利