[发明专利]一种高温材料热力常数测定的非接触实验方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高温数字散斑、三点弯、虚拟场技术相结合测量高温下材料弹性模量、泊松比和热膨胀系数的方法，属于实验力学、高温测试技术领域。 

背景技术

目前对于高温下材料弹性模量和泊松比的测定主要通过高温拉伸试验，在高温下对试样进行拉伸，通过记录拉伸载荷量，测量拉伸方向和横向的应变，从而得到弹性模量和泊松比。对于热膨胀系数主要通过升温后记录应变来测量。但是上述传统的测试方法个各个参量必须分开测量，高温测量时每次都要重新升温，工序较为繁琐，费用较为昂贵。亟待开发新的能同时测量高温下材料弹性模量、泊松比、热膨胀系数的检测装置及方法。 

发明内容

本发明的目的是提供一种高温材料热力常数测定的非接触实验方法。 

本发明提供的一种高温材料热力常数测定的非接触实验方法，所述的热力常数为：热膨胀系数、弹性模量和泊松比，其特征在于该方法按如下步骤进行： 

1）在三点弯试样表面喷上黑白相间的高温漆斑，或者打磨试样表面形成自身斑点；

2）搭建测试所需的实验装置，该装置包括CCD、第一LED蓝光源、第二LED蓝光源、蓝光滤波片、三点弯加载装置及试样、高温箱、透光玻璃窗口，将三点弯试样安放于三点弯加载装置上，而后将高温箱升温至所测温度T； 

3）打开第一LED蓝光源和第二LED蓝光源，使光线照于试样表面，将CCD对准待测试样，使试样表面的光线通过蓝光滤波片后被CCD接收，调节该CCD的位置和焦距，使待测试样在CCD视场的中间成清晰的图像，记录每一毫米在CCD图像中对应多少个像素点，拍一幅照片； 

4）将高温箱升温ΔT，利用三点弯装置加载一个力F，再拍一幅照片； 

5）用数字散斑相关方法计算出升温加载前后的应变场， 和 分别为i点处x方向和y方向上的应变，i为正整数； 

6）联立下列方程，求解出热膨胀系数α、刚度阵系数Q_xx和Q_xy， 

-eΣi=1NQxyϵxiΔxΔy+eΣi=1NQxyαΔTΔxΔy-eΣi=1NQxxϵyiΔxΔy+eΣi=1NQxxαΔTΔxΔy=Fh-eΣi=1N2yQxyϵxiΔxΔy+eΣi=1N2yQxyαΔTΔxΔy-eΣi=1N2yQxxϵyiΔxΔy+eΣi=1N2yQxxαΔTΔxΔy=Fh2eΣi=1NQxxϵxiΔxΔy-eΣi=1NQxxαΔTΔxΔy+eΣi=1NQxyϵyiΔxΔy-eΣi=1NQxyαΔTΔxΔy=0]]>