[实用新型]脆性材料三向拉应力试验可更换式粘接拉伸工装

说明书

本实用新型公开了一种脆性材料三向拉应力试验可更换式粘接拉伸工装，包括上底板和下底板，在上底板下方设置有上压板，在下底板上方设置有下压板，在上压板和下压板上，设置有轴向相同的对剖式套筒，上压板、下压板均通过锁紧螺钉分别与上底板、下底板固定连接，在下压板上，还设置有调节螺钉。本实用新型测量精确，操作方便，性能稳定，可以有效测量脆性材料三向拉应力。

技术领域

本实用新型涉及一种材料应力试样装置，具体涉及一种脆性材料三向拉应力试验可更换式粘接拉伸工装，属于材料性能表征领域。

背景技术

脆性材料的复杂应力加载比较困难，比例加载需要专用大型的设备，对样品尺寸形状有一定的要求。对于等应力压缩加载，可采用主动围压试验实现，而对于双向拉伸和三向拉伸试验，由于脆性材料的特性，导致该类型试验加载难度较大，目前还没有较好的方法能有效完成这一类型的试验。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种适用于脆性材料三向拉应力试验的脆性材料三向拉应力试验可更换式粘接拉伸工装。

本实用新型是这样实现的：

脆性材料三向拉应力试验可更换式粘接拉伸工装，包括上底板和下底板，在上底板下方设置有上压板，在下底板上方设置有下压板，在上压板和下压板上，设置有轴向相同的对剖式套筒，上压板、下压板均通过锁紧螺钉分别与上底板、下底板固定连接，在下压板上，还设置有调节螺钉。

更进一步的方案是：

所述的上压板、下压板可以更换。

更进一步的方案是：

所述对剖式套筒是由两个截面为半圆形的套筒组合而成的。

利用本实用新型提供的脆性材料三向拉应力试验可更换式粘接拉伸工装，可以进行脆性材料三向拉应力试验，具体如下：

步骤一、三向拉应力样品设计

对三向拉应力样品进行设计，样品是圆柱体，截面直径为D，长度不低于5D，在样品中间设计成一个缺口，缺口为凹陷的球面，缺口最深处距离为0.4D，可视为在缺口中间形成一个直径为0.4D的球形，凹陷的球面的曲率半径R为0.15D。

通过这种设计，可以获得较大的三向拉应力。

步骤二、非接触测试方法获得应变

采用3D全场变形测试技术，对三向拉应力样品进行应变测试；

将三向拉应力样品的两端端部粘接在对剖式套筒内，通过对剖式套筒对三向拉应力样品进行固定，对剖式套筒分别与上压板和下压板相连，通过上压板和下压板对三向拉应力样品提供应力加载，利用3D全场变形测试技术测试应变以获得三向拉应力。

更进一步的方案是：

利用3D全场变形测试技术测试应变获得三向拉应力时，需要对三向拉应力样品的径向变形数据处理进行处理，具体包括：

1)区域平均法

在单轴拉伸下，圆柱径向应变与切向应变相等，散斑获得的直角坐标系X方向ε_xx等于圆柱坐标系径向应变。由于径向应变很小，信号的信噪比较高。采用了两种方法提高径向应变的信噪比，一种是区域平均法，散斑数字相关方法的位移测量误差可分为系统误差和随机误差，系统误差指由亚像素插值方法所导致的位移测量误差；随机误差指由CCD摄像机暗电流引起的图像灰度波动所导致的位移测量误差。对测试信号按照m倍叠加，其中的噪声信号按照√m倍叠加，多次测量后信号信噪比将大大提高。如图7所示，在曲率半径附近区域方框内变形近似认为是一样的，对该区域变形求和，相当于多次重复采集，该方法可有效降低应变信噪比，如式1所示，图8为单点应变与该区域的平均应变，可见平均应变信噪比较低