作為西部首所中美聯(lián)合辦學(xué)機構(gòu)的四川大學(xué)匹茲堡學(xué)院,在材料力學(xué)平板拉伸實驗中,通過引入數(shù)字圖像相關(guān)（digitalimagecorrelation,DIC）技術(shù)以及紅外熱像技術(shù),成體系地開發(fā)出包含應(yīng)力應(yīng)變曲線測量、全場應(yīng)變測量、材料流動性分析、泊松比測量、斷裂延伸率測量和熱量耗散觀察等實驗內(nèi)容。一方面克服傳統(tǒng)接觸式測量技術(shù)的局限性,革新實驗教學(xué)內(nèi)容,幫助學(xué)生了解掌握力學(xué)和熱學(xué)領(lǐng)域的先進測量手段;另一方面有助于培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神、科研意識、國際化視野的新工科人才。 

【文章來源】：實驗技術(shù)與管理. 2019,36(12)北大核心

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

DIC與引申計測量結(jié)果擬合圖

234實驗技術(shù)與管理圖2應(yīng)力-應(yīng)變曲線與對應(yīng)階段應(yīng)變云圖圖3間距7mm等距點的變形區(qū)域的點，該區(qū)域進入強化階段后其變形迅速增加。2.4泊松比和斷裂延伸率的測量相比于傳統(tǒng)的引伸計和應(yīng)變片，除了獲得材料的彈性模量和屈服極限，DIC技術(shù)還可以方便、快速地測量材料的泊松比[15]和斷裂延伸率。泊松比的定義是材料在單向受拉或受壓的彈性變形階段中，其橫向形變與縱向形變的比值：xydvd（2）傳統(tǒng)單個引伸計無法測定材料的泊松比。學(xué)生利用DIC技術(shù)，在軟件中同時構(gòu)造橫向和縱向引伸計可獲得橫向應(yīng)變和縱向應(yīng)變，并通過求取彈性階段2個方向應(yīng)變比值的平均值得到泊松比，計算結(jié)果見表1。斷裂延伸率指在斷裂拉伸試驗中，樣品斷裂時材料長度增加的百分比。傳統(tǒng)力學(xué)教學(xué)實驗中，試件斷裂前需提前摘除引伸計，無法記錄材料斷裂時應(yīng)變，只能測得斷后延伸率。而DIC作為非接觸式應(yīng)變測量技術(shù)，可以直接測量材料斷裂延伸率。實驗中測得該試樣50mm標(biāo)距的斷裂延伸率為31.16%。表1泊松比的測量結(jié)果點εxεy–(εx/εy)1–0.02410.08460.28542–0.02630.09930.26493–0.02730.11410.23924–0.03670.12730.28815–0.03660.14570.25146–0.04730.16740.2823平均值0.26862.5試樣熱量耗散情況圖4分別記錄了試樣斷裂前表面的溫度分布情況和縱向應(yīng)變的分布情況�？梢杂^察到變形越劇烈的區(qū)域?qū)?yīng)的溫度值越高，且溫度分布與應(yīng)變分布有一定的相關(guān)性。這是由于材料在變形破壞的過程中會釋放熱量，在變形劇烈的區(qū)域，其表面微裂紋產(chǎn)生、擴展或微裂紋顆粒之間的相互摩擦所產(chǎn)生的熱效應(yīng)越明顯[16]。圖5顯示試樣中心區(qū)域峰值溫度和截面平均應(yīng)力隨時間的變化曲線，可以看出在失效階段

234實驗技術(shù)與管理圖2應(yīng)力-應(yīng)變曲線與對應(yīng)階段應(yīng)變云圖圖3間距7mm等距點的變形區(qū)域的點，該區(qū)域進入強化階段后其變形迅速增加。2.4泊松比和斷裂延伸率的測量相比于傳統(tǒng)的引伸計和應(yīng)變片，除了獲得材料的彈性模量和屈服極限，DIC技術(shù)還可以方便、快速地測量材料的泊松比[15]和斷裂延伸率。泊松比的定義是材料在單向受拉或受壓的彈性變形階段中，其橫向形變與縱向形變的比值：xydvd（2）傳統(tǒng)單個引伸計無法測定材料的泊松比。學(xué)生利用DIC技術(shù)，在軟件中同時構(gòu)造橫向和縱向引伸計可獲得橫向應(yīng)變和縱向應(yīng)變，并通過求取彈性階段2個方向應(yīng)變比值的平均值得到泊松比，計算結(jié)果見表1。斷裂延伸率指在斷裂拉伸試驗中，樣品斷裂時材料長度增加的百分比。傳統(tǒng)力學(xué)教學(xué)實驗中，試件斷裂前需提前摘除引伸計，無法記錄材料斷裂時應(yīng)變，只能測得斷后延伸率。而DIC作為非接觸式應(yīng)變測量技術(shù)，可以直接測量材料斷裂延伸率。實驗中測得該試樣50mm標(biāo)距的斷裂延伸率為31.16%。表1泊松比的測量結(jié)果點εxεy–(εx/εy)1–0.02410.08460.28542–0.02630.09930.26493–0.02730.11410.23924–0.03670.12730.28815–0.03660.14570.25146–0.04730.16740.2823平均值0.26862.5試樣熱量耗散情況圖4分別記錄了試樣斷裂前表面的溫度分布情況和縱向應(yīng)變的分布情況�？梢杂^察到變形越劇烈的區(qū)域?qū)?yīng)的溫度值越高，且溫度分布與應(yīng)變分布有一定的相關(guān)性。這是由于材料在變形破壞的過程中會釋放熱量，在變形劇烈的區(qū)域，其表面微裂紋產(chǎn)生、擴展或微裂紋顆粒之間的相互摩擦所產(chǎn)生的熱效應(yīng)越明顯[16]。圖5顯示試樣中心區(qū)域峰值溫度和截面平均應(yīng)力隨時間的變化曲線，可以看出在失效階段

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]數(shù)字圖像相關(guān)方法及其在材料力學(xué)性能測試中的應(yīng)用[D]. 劉小勇.吉林大學(xué) 2012



本文編號：3095120