[发明专利]一种高温非接触变形测量的精度检定方法

说明书

本发明公开一种高温非接触变形测量的精度检验方法，包括：制成带有凸耳的板型蠕变试样，在表面制备与待检定非接触变形测量装置视场匹配的高温散斑；追踪凸耳的相对位移；将蠕变试样安装在持久蠕变试验机上，施加预紧力并加热；对蠕变试样进行分级加载，加载后用非接触变形测量装置采集数字图像，获得参考图像以及各个载荷对应的图像；计算加载过程中试样标距段的位移，除以标距段的像素长度，获得应变测量值；加载过程中追踪凸耳的位移，并除以标距段的长度，获得应变对照值；通过多级加载获得不同载荷水平的应变测量值与应变对照值,计算绝对误差和相对误差，确定其精度等级。本发明的方法可产生多级应变水平用于高温大气环境下的精度检验。

技术领域

本发明属于计量检验领域，指一种高温非接触变形测量的精度检定方法。

背景技术

应变测量是材料力学性能测试中的重要环节。目前，高温环境下的变形测量技术一般采用传统的接触式测量方法。然而，在1000℃以上的高温环境下，传统的接触方法的应用会受到很大的限制，具体表现如下：高温引伸计的寿命短、价格昂贵，无法测量小标距、大变形工况；高温应变片在高温环境下粘贴困难、可靠性差、价格昂贵，导致测试成本高。非接触式变形测量方法通常基于光学原理，具备全场测量、精度高、易实现自动化等优点，在超高温下材料力学性能测试中表现出良好的应用前景。目前，被应用于高温环境下变形测量的光学非接触测量方法主要包括数字图像相关(Digital Image Correlation,DIC)、电子散斑干涉法(Electronic Speckle Pattern Interferometry,ESPI)、云纹干涉法(MoireInterferometry,MI)、相干梯度敏感干涉法(Coherent Gradient Sensing,CGS)等。其中数字图像相关方法凭借其试验装置和操作简便、测量精度高、数据处理效率高、适用范围广等优点，成为目前在高温环境下应用最为广泛的一种光学非接触测量方法。

材料力学性能测试中对应变测量的准确度与精密度有着严格的要求，大多数室温测试都要求应变测量的精度达到B-1级(ASTM E83《引伸计的检定与分类》规定)或0.5级(JJG 762《引伸计检定规范》规定)。目前基于数字图像相关方法的非接触变形测量系统尚未标准化，大多数验证试验采用刚体平移实验验证。该方法在用来表征测量误差有若干问题：刚体平移测量的是实际位移，而数字图像相关方法测量的是像素位移，二者之间需要一个比例系数来建立对应关系，而这个比例系数的确定可能会引入一定的误差；另外刚体平移并没有产生应变，不能有效检验该非接触测量系统在多个应变水平的测量准确度。对于数字图像相关方法在高温环境下精度检验，高温炉的光学窗口与高温引伸计一般难以兼容，对变形的测量对比难以开展。

对于数字图像相关方法在高温环境下精度检验，另一难点在于带有标准散斑的制备。目前的研究表明，散斑的大小、密度、对比度、随机性等特性对于测量精度影响很大，而且不同的视场所适配的散斑大小不同。目前高温散斑的制备并不成熟。因此，建立一套高温环境下的标准高质量散斑对于评价数字图像相关系统的测量精度十分重要。

发明内容

鉴于现有技术的上述情况，本发明的目的是提供一种高温非接触变形测量的精度检定方法，可产生多级应变水平用于高温大气环境下的精度检验。

本发明的技术方案如下：

一种高温非接触变形测量的精度检定方法，包括以下步骤：

(1)制成带有凸耳的板型蠕变试样，在其表面制备与待检定的非接触变形测量装置视场匹配的高温散斑；

(2)将陶瓷套环套在蠕变试样的凸耳上，并将陶瓷套环与陶瓷杆连接，追踪凸耳的相对位移；

(3)将蠕变试样安装在持久蠕变试验机上，施加预紧力，并采用带有光学观察窗的高温炉进行加热；

(4)对蠕变试样采用砝码进行分级加载，以产生多级水平真应变用于非接触变形测量装置的精度检验，加载后用非接触变形测量装置采集数字图像，获得参考图像以及各个载荷对应的图像；