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专利号: 2024107131375
申请人: 南昌航空大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2026-04-06
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种DIC辅助微细丝材应变测试装置,包括工作台面(1),工作台面(1)上端设置有支架(2),其特征在于:所述支架(2)包括竖直排布的定位板(21)和沿工作台面(1)长度方向移动的活动板(22),定位板(21)和活动板(22)的相对侧均设置有限位单元(3),活动板(22)上安装有驱动单元(4),定位板(21)上设置有用于在微细丝表面涂敷散斑的执行单元(5),其中:所述工作台面(1)上端长度方向远离活动板(22)一侧的边缘处设置有承重架(6),承重架(6)顶部为水平梁,水平梁上端安装有位于工作台面(1)中心处上方的承托板(7),承托板(7)上设置有拍摄对比单元(8);

所述限位单元(3)包括安装在定位板(21)和活动板(22)相对侧的定位轴(31),两个定位轴(31)的相对侧均设置有圆形垫(32),圆形垫(32)远离定位轴(31)的一侧安装有环形架(33),环形架(33)内壁均匀设置有多个环形分布的挤压座(34),环形架(33)上开设有环形分布的贯穿孔,贯穿孔内部滑动穿设有与挤压座(34)相连接的按压板(36),按压板(36)靠近圆形垫(32)的一侧设置有螺纹板(37);

所述环形架(33)上开设有一个位于任意相邻两个按压板(36)之间的通槽,通槽内部靠近圆形垫(32)的一侧设置有固定卡座(331),且通槽内壁滑动设置有控制块(332),控制块(332)外壁沿通槽宽度方向对称设置有两个延伸板(333),延伸板(333)靠近圆形垫(32)的一侧安装有绳索(334),环形架(33)外壁沿通槽对称设置有两个撑固杆(335),撑固杆(335)位于通槽和按压板(36)之间,且撑固杆(335)远离环形架(33)的一端设置有滚轮(336),绳索(334)远离延伸板(333)的一端依次穿过环形架(33)、绕过滚轮(336)后与按压板(36)侧壁相连接。

2.根据权利要求1所述的一种DIC辅助微细丝材应变测试装置,其特征在于:所述支架(2)还包括两个设置于工作台面(1)上端并沿其宽度方向对称排布的联动组,每个联动组均包括两个沿工作台面(1)长度方向对称排布的固定架(23),同一个联动组的两个固定架(23)之间上下对称设置有两个穿过活动板(22)的导柱(24)。

3.根据权利要求1所述的一种DIC辅助微细丝材应变测试装置,其特征在于:挤压座(34)内壁具有多个与环形架(33)轴线垂直排布的防滑条(35);

环形架(33)外壁转动套设有驱动环(38),驱动环(38)侧壁和多个螺纹板(37)之间共同通过螺纹连接的方式相配合,且环形架(33)外壁设置有用于对驱动环(38)限位的阻尼环(39)。

4.根据权利要求2所述的一种DIC辅助微细丝材应变测试装置,其特征在于:所述驱动单元(4)包括两个分别安装于活动板(22)长度方向两侧壁的联动板(41),联动板(41)套设于两个导柱(24)外壁,每个联动组的上导柱(24)外壁设置有传动螺纹,联动板(41)远离定位板(21)的一侧转动设置有通过螺纹连接的方式套设于上导柱(24)外壁的螺母(42);

螺母(42)外壁设置有辅助轮,活动板(22)远离定位板(21)的一侧通过电机座设置有正反转电机(43),正反转电机(43)的输出轴穿过活动板(22)后与定位轴(31)相连接,且正反转电机(43)的输出轴外壁套设有带轮(44),带轮(44)和两个辅助轮之间共同套设有皮带。

5.根据权利要求4所述的一种DIC辅助微细丝材应变测试装置,其特征在于:所述驱动单元(4)还包括安装在联动板(41)远离正反转电机(43)一侧的连接板(45),连接板(45)上穿设有转轴(46),两个转轴(46)中部安装有蜗杆(47),定位轴(31)外壁套设有与蜗杆(47)相啮合的蜗轮(48);

每个联动组的下导柱(24)上端均沿其轴线方向开设有下沉槽,下沉槽内部设置有齿条(49),转轴(46)远离蜗杆(47)的一端套设有与齿条(49)相啮合的齿轮(40)。

6.根据权利要求5所述的一种DIC辅助微细丝材应变测试装置,还包括用于对试样的拉伸形变测试和扭曲形变测试进行调整的转换组件,其特征在于:所述转换组件包括依次设置于转轴(46)远离蜗杆(47)的一端的伸缩轴(461)、花键轴(462)和连接轴(463),齿轮(40)套设于连接轴(463)外壁,花键轴(462)靠近转轴(46)的一端设置有花键齿(464),伸缩轴(461)内部远离转轴(46)的一端开设有用于容纳花键轴(462)的圆形腔,且伸缩轴(461)内部靠近转轴(46)的一端开设有与花键齿(464)相配合的花键槽,伸缩轴(461)和花键轴(462)之间分别套设有相互卡接的环形接触架(465)和环形卡接架(466)。

7.根据权利要求2所述的一种DIC辅助微细丝材应变测试装置,其特征在于:所述执行单元(5)包括滑动套设于多个导柱(24)外壁的往复板(51),往复板(51)中部开设有圆形通道(52),圆形通道(52)内壁转动设置有环形转架(53),环形转架(53)内侧壁均匀安装有多个环形分布的支座,支座上设置有用于在微细丝表面涂敷散斑的储料罐(54),储料罐(54)远离支座的一端设置有两个喷头(55);

环形转架(53)外壁套设有位于往复板(51)内部的卷绕环,卷绕环与往复板(51)之间设置有扭簧,且卷绕环外壁缠绕有拉绳(56),拉绳(56)远离卷绕环的一端穿过往复板(51)后与定位板(21)相连接,定位板(21)上沿长度方向对称设置有两个与往复板(51)相连接的伸缩气缸(57)。

8.根据权利要求7所述的一种DIC辅助微细丝材应变测试装置,其特征在于:所述储料罐(54)内部滑动设置有集料板(541),集料板(541)靠近支座的一侧和储料罐(54)内壁之间安装有顶伸弹簧(542);

储料罐(54)靠近支座的一侧和集料板(541)上分别设置有进液单向阀(543)和出料单向阀(544),进液单向阀(543)和出料单向阀(544)之间设置有伸缩管。

9.根据权利要求1所述的一种DIC辅助微细丝材应变测试装置,其特征在于:所述拍摄对比单元(8)包括安装在承托板(7)下端的一个投影仪(81)和两个摄像头(82),两个摄像头(82)沿投影仪(81)对称排布,承托板(7)上端设置有同步触发设备(83),投影仪(81)和摄像头(82)均与同步触发设备(83)电性连接,且承托板(7)上端还安装有与同步触发设备(83)电性连接的计算机(84)。

10.一种DIC辅助微细丝材应变测试方法,包括如权利要求1-9任意一项所述的一种DIC辅助微细丝材应变测试装置,其特征在于,测试方法包括以下步骤:S1:微细丝限位:首先通过限位单元(3)将微细丝的两端夹持限位;

S2:散斑制备:通过执行单元(5)在微细丝表面喷涂染色液体,再向其表面投射散斑;

S3:微细丝拉伸、扭转、形变放大:通过驱动单元(4)对微细丝进行沿工作台面(1)长度方向的拉伸和扭转,通过染色液体100放大应变量;

S4:微细丝应变信息采集、对比:微细丝进行步骤S3扭曲形变之后,对其进行测试并获取相关应变信息;

S5:微细丝取下:微细丝测试完成之后,将其从限位单元(3)上取下即可。