[发明专利]一种导体材料的动态力学性能检测方法和装置

说明书

本发明公开了一种导体材料的动态力学性能检测方法和装置，属于电磁检测领域，所述方法包括：S1：置于瞬变磁场中所述导体材料加工的导体环在电磁感应作用下向外膨胀；所述导体材料的电导率大于预设值S2：获取向外膨胀过程中所述导体环中最宽处的环内侧应力σ₁和最宽处的环外侧应力σ₂；S3：利用所述最宽处的环内侧应力σ₁和所述最宽处的环外侧应力σ₂计算所述导体环中最窄处的环内侧应力σ₃，计算所述最窄处的环内侧应力σ₃与最窄处的应变ε₃之间的映射关系，以表征所述导体材料的动态力学性能。本发明能够实现高应变率加载情况下电‑磁‑热‑力多场耦合作用的导体材料动态力学性能检测，检测效率高且检测结果准确率高。

技术领域

本发明属于电磁检测领域，更具体地，涉及一种导体材料的动态力学性能检测方法和装置。

背景技术

脉冲强磁场磁体、极端电磁能武器、短路时电力主变压器等电磁装备需要承受高应力、高电压、大电流等强冲击条件。它们都是多物理场耦合的复杂强电磁系统，影响其结构材料力学性能的因素众多。为了设计性能更强、疲劳寿命更长、可靠性更好的强电磁设备，必须对高应变率加载下特种材料的力学性能进行系统测试。

现有的一些测试手段无法模拟强电磁设备内部极高应变率的条件。一种方法是采用拉伸机在室温或液氮温度下对环形试件进行准静态拉伸，样品的单向拉伸借助于一对分离形的环形模具实现；另一种方法是将一定厚度的测试环向紧贴在压力容器的外壁上，通过压力容器的内压破坏测试其爆破强度。以上测试手段的应变率仅在10^-4s^-1到10^-2s^-1之间。而脉冲放电过程中，应变率可达10^-1s^-1至100s^-1。而仪器霍普金森杆只能测高应变率的效应，但是无法测量包含热在内的多场耦合效应，与电磁装置实际工作条件有一定差别。因此上述测试手段并不能实现高应变率加载情况下电-磁-热-力多场耦合作用的导体材料动态力学性能测试。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种导体材料的动态力学性能检测方法和装置，其目的在于模拟复杂强电磁系统运行过程，实现高应变率加载下特种材料的力学强度测试。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种导体材料的动态力学性能检测方法，包括：

S1：置于瞬变磁场中所述导体材料加工的导体环在电磁感应作用下向外膨胀；所述导体材料的电导率大于预设值

S2：获取向外膨胀过程中所述导体环中最宽处的环内侧应力σ₁和最宽处的环外侧应力σ₂；

S3：利用所述最宽处的环内侧应力σ₁和所述最宽处的环外侧应力σ₂计算所述导体环中最窄处的环内侧应力σ₃，计算所述最窄处的环内侧应力σ₃与最窄处的应变ε₃之间的映射关系，以表征所述导体材料的动态力学性能。

在其中一个实施例中，所述S2包括：

S21：利用设置于所述导体环上最宽处内侧的光栅应变仪S1获取所述最宽处的环内侧应变ε₁；

S22：利用设置于所述导体环上最宽处外侧的光栅应变仪S2获取所述最宽处的环外侧应变ε₂。

在其中一个实施例中，所述S2包括：

利用公式σ₁＝E₁ε₁计算所述最宽处的环内侧应力σ₁；