[发明专利]一种基于光学成像的有机玻璃银纹最大深度测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于光学成像的有机玻璃银纹最大深度测量方法，应用工具显微镜对有机玻璃进行观测，测量面内银纹的最大深度，属于试验测量方法技术领域，适用于工程应用中各种类型的有机玻璃银纹最大深度测量。

背景技术

有机玻璃（PMMA）是甲基丙烯酸甲脂（MMA）的本体聚合物，是一种无色透明的热塑性塑料，一直以来都是飞机座舱等透明件的主要材料。有机玻璃在性能上有许多有优点，如透光率高、比重小、强度好、具有良好的热塑性和加工性能等，因而已广泛用于制作各型飞机的座舱盖、风挡、观察窗等。由于生产工艺、成本以及对飞机的性能和用途的不同考虑，对航空透明件的要求也相应的不同，因此出现了许多有机玻璃品种。当前在国产飞机上使用的主要品种有增塑的浇铸有机玻璃板，如YB-2、YB-3；共聚的浇铸有机玻璃板，如YB-4；增塑的定向有机玻璃板，如DYB-2；不增塑的定向有机玻璃板，如DYB-3、MDYB-3；共聚的定向有机玻璃板，如DYB-4、MDYB-4。MDYB-3航空有机玻璃及研磨抛光3号定向航空有机玻璃，具有优良的综合性能，是用于制造马赫数2.2以下的各型飞机的座舱盖，并且有可能做到座舱盖与飞机同寿命使用，已在部分国产机型上使用。

相对于金属材料而言，有机玻璃力学性能薄弱，在长期以来的使用维护中问题较多，往往成为影响飞机飞行的故障件，主要表现为故障多、安全性差、使用寿命短等缺点。有机玻璃材料或零件表面受到较大的拉伸应力，或者受到溶剂或溶剂物质的侵蚀，或者材料加工过程，或零部件制作装配过程中有所不当，均会导致银纹的产生。

银纹是一种出现在有机玻璃表面的细微的裂纹，在光照下呈现出银白色。银纹和裂纹极相似，不同之处在于裂纹中间是空的，银纹中间的空洞中有银纹质相连。银纹发展变粗，银纹质断裂，即成裂纹。银纹长度分散性很大，初始发生不足毫米，发展后，从几毫米至几厘米，甚至几十厘米。较重的银纹还有一个特征是方向无序、相互交叉。银纹的上述特征与金属构件的裂纹不同，是高分子聚合物特殊的微观结构形成的。

银纹对有机玻璃的力学性能有很大的影响。银纹的出现和发展，不但会降低有机玻璃的透光率，严重影响观察，而且会降低材料的机械性能，导致强度和塑性下降。由银纹扩展成的裂纹和槽孔裂纹，如果不能及时发现，在飞行中快速扩展，会导致舱盖玻璃空中爆破。为了及时发现座舱盖玻璃故障，确保飞行安全，其中一项重要的维护工作就是及时掌握银纹的深度参数，使其不超过使用规定。因此，需要对银纹的最大深度进行测量，进一步研究含银纹有机玻璃的力学性能。

目前，在银纹对有机玻璃力学性能影响研究及工程应用中，银纹深度测量主要是利用电子便携式银纹深度测定仪，通过表面探测，测定某一点的银纹深度。这种银纹深度测量方法中测量点的选择具有随机性，无法保证测量结果的准确性及代表性，并且无法验证其准确性。

发明内容

本发明要解决的技术问题为：克服现有技术的不足，提供一种有机玻璃银纹最大深度的测量方法，能够解决有机玻璃银纹力学性能测试中关键的银纹最大深度测量，并有利于进一步分析银纹深度对有机玻璃力学性能的影响，适用于工程应用，操作简单，易于实现，且测量精度较高。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：一种基于光学成像的有机玻璃银纹最大深度测量方法，具体实现步骤如下：

步骤A：进行有机玻璃试件银纹最大深度测量试验的准备工作；

步骤B：调整有机玻璃试件使其处于测定银纹深度的最佳位置；

步骤C：利用工具显微镜测量有机玻璃试件银纹最大深度；

步骤D：记录有机玻璃试件银纹最大深度的测量结果，以作为银纹对有机玻璃力学性能影响研究的数据。

所述步骤A中进行有机玻璃银纹最大深度测量的准备工作实现过程为：

（A1）检查工具显微镜测量系统的仪器设备，包括工具显微镜工作台；

（A2）打开工具显微镜测量系统，包括二维坐标测量软件及底部照明灯，并将底部照明灯调节到适当亮度；

（A3）选择适当倍数的物镜。

所述步骤B中调整有机玻璃试件使其处于测定银纹深度的最佳位置实现过程为：

（B1）将有机玻璃试件安置在载物台上，待测平面朝向物镜，银纹深度方向与物镜轴线方向垂直；

（B2）调整有机玻璃试件位置，使银纹深度方向垂直于工具显微镜的X向或Y向。

所述步骤C中利用工具显微镜测量有机玻璃试件银纹最大深度实现过程为：

（C1）调整物镜到有机玻璃试件表面的距离，使银纹在电脑上所成的像清晰；