[发明专利]基于数字图像测试压电复合结构层间动态应力的方法

权利要求书

1.基于数字图像测试压电复合结构层间动态应力的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1），按照以下步骤制作两块相同的打印有散斑场的透明试件：

步骤1.1），制作杨氏模量和被测试件基体杨氏模量在预设的第一误差阈值之内且泊松比和被测试件基体泊松比在预设的第二误差阈值之内的透明基体，并将该透明基体制作成与被测试件基体形状完全一样的透明试件；

步骤1.2），使用Mimaki散斑打印机将散斑场打印到透明试件的一个表面，并在该表面喷涂底漆，使得从透明试件的另一个表面能够清晰的拍摄出散斑场；

步骤2），使用胶合剂将被测试件的压电陶瓷与其中一块透明试件喷有底漆的一面的中心粘合在一起，通过加压、加温后制成压电复合结构试件；将另外一块透明试件作为标定板；

步骤3），使用高速CCD相机从标定板远离底漆的一面垂直于标定板进行拍摄，采集标定板的散斑图像作为标定图像；

步骤4），对压电复合结构试件的压电陶瓷通电，使其振动，并根据Nyquist采样定理使用高速CCD相机从压电复合结构试件的透明试件远离底漆的一面垂直于其进行拍摄，采集通电后压电复合结构试件上的散斑图像作为试验图像；

步骤5），根据所采集到的标定图像和试验图像进行计算，得到被测试压电复合结构试件的层间动态应力。

2.根据权利要求1所述的基于数字图像测试压电复合结构层间动态应力的方法，其特征在于，所述步骤1.1）中的透明基体采用环氧树脂透明滴胶和固化剂混合制作而成。

3.根据权利要求1所述的基于数字图像测试压电复合结构层间动态应力的方法，其特征在于，所述步骤1.2）中使用Mimaki散斑打印机将散斑场打印到透明试件的一个表面前，对透明试件的该表面使用酒精清洁。

4.根据权利要求1所述的基于数字图像测试压电复合结构层间动态应力的方法，其特征在于，所述步骤1.2）中使用Mimaki散斑打印机将散斑场打印到透明试件的一个表面时，打印的散斑具有随机分布特征，散斑为黑色的散斑点，散斑大小为0.5µm，占空比30%；底漆采用白色底漆。

5.基于数字图像测试压电复合结构层间动态应力的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1），设置最小比例阈值D_min、最大比例阈值D_max、比例步长阈值L，令当前比值D=D_min；

步骤2），按照以下步骤制作两块相同的打印有散斑场的透明试件：

步骤2.1），制作杨氏模量和被测试件基体杨氏模量的比值为D、且泊松比和被测试件基体泊松比在预设的第二误差阈值之内的透明基体，并将该透明基体制作成与被测试件基体形状完全一样的透明试件；

步骤2.2），使用Mimaki散斑打印机将散斑场打印到透明试件的一个表面，并在该表面喷涂底漆，使得从透明试件的另一个表面能够清晰的拍摄出散斑场；

步骤3），使用胶合剂将被测试件的压电陶瓷与其中一块透明试件喷有底漆的一面的中心粘合在一起，通过加压、加温后制成压电复合结构试件；将另外一块透明试件作为标定板；

步骤4），使用高速CCD相机从标定板远离底漆的一面垂直于标定板进行拍摄，采集标定板的散斑图像作为标定图像；

步骤5），对压电复合结构试件的压电陶瓷通电，使其振动，并根据Nyquist采样定理使用高速CCD相机从压电复合结构试件的透明试件远离底漆的一面垂直于其进行拍摄，采集通电后压电复合结构试件上的散斑图像作为试验图像；

步骤6），根据所采集到的标定图像和试验图像进行计算，得到杨氏模量和被测试件基体杨氏模量的比值为D时压电复合结构试件的层间动态应力；

步骤7），令D=D+L，判断D是否大于D_max，如果D大于D_max，执行步骤8），否则跳转执行步骤2）；

步骤8），根据杨氏模量和被测试件基体杨氏模量的比值不同时其对应的压电复合结构试件的层间动态应力进行插值拟合，得到杨氏模量和被测试件基体杨氏模量的比值-压电复合结构试件的层间动态应力的拟合曲线；

步骤9），在拟合曲线中找到被测试件基体杨氏模量对应的压电复合结构试件的层间动态应力，作为被测试压电复合结构试件的层间动态应力。