[实用新型]一种材料拉伸过程的应变与应力关系分析装置

说明书

本实用新型公开了一种材料拉伸过程的应变与应力关系分析装置，包括：被拉伸材料；应力提供单元，与被拉伸材料连接；视频图像采集单元，用于采集材料拉伸过程中的视频图像，同时通过AD转换器与所述应力提供单元连接，用于接收应力提供单元实时发送的拉伸力数据并添加到实时采集的图像帧上；控制单元，与视频图像采集单元连接，用于接收采集的视频图像数据并进行应变与应力关系分析，以及控制视频图像采集单元的工作参数。本实用新型通过采用高速摄像机采集材料拉伸过程，基于采集图像分析应变与应力关系，实现了非接触测量，且可以实现动态的可视化采集与分析。

技术领域

本实用新型涉及材料拉伸测试技术领域，具体涉及一种材料拉伸过程的应变与应力关系分析装置。

背景技术

任何固体在外力使用下都要发生形变，最简单的形变就是物体受外力拉伸(或压缩)时发生的伸长(或缩短)形变。为了提高产品材料在瞬间冲击载荷作用、撞击等工况条件下的力学性能，需要对产品材料进行拉伸条件下的应力应变关系分析。

传统的测量方法是粘贴应变片、引伸计等于试件表面，相较于非接触测量，传统测量方式存在诸多方便弊端：

传统方式安装布线不方便，容易脱落；

传统方式测量的单点的单向数据，而非接触测量获取的是视场范围内的所有点据；

传统方式在复杂环境下，如高温无法粘贴传感器；

传统方式无法测量体积较小的试件；

部分试件加装传感器会改变其力学特性，影响实验结果的准确性；

传统方式无法做到动态的可视化采集与分析。

现有技术中通过普通低帧率相机进行采集图像，采集频率在几帧至几十帧不等，时间精度普遍在百毫秒级甚至秒级别，分析过程离散点数过少造成分析应变与应力曲线的不准确性。

实用新型内容

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种新型非接触测量应变与应力关系的分析装置，包括：

被拉伸材料；

应力提供单元，与被拉伸材料连接，用于对被拉伸材料提供拉伸力；

视频图像采集单元，用于采集材料拉伸过程中的视频图像，同时通过AD转换器与所述应力提供单元连接，用于接收应力提供单元实时发送的拉伸力数据并添加到实时采集的图像帧上；

控制单元，与视频图像采集单元连接，用于接收采集的视频图像数据并进行应变与应力关系分析，以及控制视频图像采集单元的工作参数。

作为上述方案的进一步优化，所述应力提供单元通过AD转换器连接到所述视频图像采集单元的SYNC接口(同步接口)，用于以同步传输方式传输实时拉伸力数据。

作为上述方案的进一步优化，所述视频图像采集单元为基于FPGA的高速摄像机。

作为上述方案的进一步优化，所述AD转换器具有工作参数调节单元。

作为上述方案的进一步优化，还包括光线补偿单元，用于对拍摄的被拉伸材料进行辅助补光。

作为上述方案的进一步优化，所述光线补偿单元采用无频闪高亮光源。

作为上述方案的进一步优化，所述视频图像采集单元具有用于调节镜头工作参数的镜头工作参数调节单元，光线补偿单元具有用于调节光源工作参数的光源工作参数调节单元。

作为上述方案的进一步优化，还包括电源模块，分别与视频图像采集单元、控制单元、AD转换器、光线补偿单元连接，用于提供AC220V电源。

作为上述方案的进一步优化，所述应力提供单元采用材料拉伸试验机。