动态力学性能测量装置、测量方法及计算设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种动态力学性能测量装置、测量方法及计算设备。该装置包括同轴设置的第一杆和第二杆，其中待测材料试样能够被夹设于第一杆与第二杆之间；两个光学输出系统，分别用于输出呈预设角度的两路正交线偏振光，其中的一光学输出系统所输出的两路正交线偏振光入射至所述第一杆的第一位置点，且经第一位置点反射后的反射光朝同一方向传输；另一光学输出系统所输出的两路正交线偏振光入射至第二杆的第二位置点，且经所述第二位置点反射后的反射光朝同一方向传输；光学探测器，用于分别获取经所述第一位置点反射的反射光的第一光学信息以及经所述第二位置点反射的反射光的第二光学信息。采用该装置能够准确地测量获得材料的动态力学性能。

【技术实现步骤摘要】
动态力学性能测量装置、测量方法及计算设备
本专利技术涉及力学测量
，尤其是指一种动态力学性能测量装置、测量方法及计算设备。
技术介绍
材料在静态载荷下的静态力学性能和在冲击载荷下的动态力学性能因受结构惯性效应和材料应变效应的影响存在着非常显著的差异。对于任何由材料所构成的产品来说，其在制造、使用、运输和存储过程中都会遇到一些类似于碰撞、跌落等冲击载荷的作用，因此准确的掌握材料在动态载荷下的动态力学性能对于材料的工程设计和工程应用来说都具有非常重要的理论和现实意义。现有技术进行动态力学性能的测量，包括有基于光纤多普勒测速仪的分离式霍普金森压杆测量方法、基于横向位移干涉和法向位移干涉的分离式霍普金森压杆测量方法以及基于激光干涉位移测量的分离式霍普金森压杆方法。然而，该几种测量方式易受杂散光、空气流动、外界震动等因素的影响，导致其抗干扰能力和对环境的适应性都较差，从而使得现有分离式霍普金森测量方法无法满足军事和民用领域中对材料在高应变率下精确测量其动态力学性能的需求。
技术实现思路
本专利技术技术方案的目的是提供一种动态力学性能测量装置、测量方法及计算设备，能够准确地测量获得材料的动态力学性能。本专利技术实施例提供一种动态力学性能测量装置，其中，包括：同轴设置的第一杆和第二杆，其中待测材料试样能够被夹设于所述第一杆与所述第二杆之间；两个光学输出系统，分别用于输出呈预设角度的两路正交线偏振光，其中的一光学输出系统所输出的两路正交线偏振光入射至所述第一杆的第一位置点，且经所述第一位置点反射后的反射光朝同一方向传输；另一光学输出系统所输出的两路正交线偏振光入射至所述第二杆的第二位置点，且经所述第二位置点反射后的反射光朝同一方向传输；光学探测器，用于分别获取经所述第一位置点反射的反射光的第一光学信息以及经所述第二位置点反射的反射光的第二光学信息。可选地，所述的动态力学性能测量装置，其中，所述动态力学性能测量装置还包括：第三杆，与所述第一杆和所述第二杆同轴设置，且所述第三杆与所述第一杆远离所述第二杆的一端抵接；导套，与所述第三杆和所述第一杆同轴设置，且所述导套套设于所述第三杆与所述第一杆相抵接位置的外部；支撑底座，包括同中心线设置的多个安装孔，其中所述导套、所述第一杆和所述第二杆分别滑动地穿设于至少一安装孔内。可选地，所述的动态力学性能测量装置，其中，每一所述光学输出系统均包括：用于输出入射光束的激光器；用于对所述入射光束进行滤波处理的滤波器；光转换元件，用于将经过滤波处理的入射光束转换为一路正交线偏振光；分光元件，用于将经所述光转换元件所输出的一路正交线偏振光，转换为呈所述预设角度的两路正交线偏振光。可选地，所述的动态力学性能测量装置，其中，所述光转换元件包括：从所述滤波器至所述分光元件依次排列的二分之一波片和四分之一波片，其中所述二分之一波片绕自身的中心线以预设角速度旋转。可选地，所述的动态力学性能测量装置，其中，所述分光元件包括：分光棱镜，用于将所述光转换元件所输出的一路正交线偏振光，转换为相互垂直的两路正交线偏振光；两个反射镜，每一所述反射镜分别对应接收一路正交线偏振光，并用于反射所接收的正交线偏振光，使得经两个所述反射镜所反射的正交线偏振光之间呈所述预设角度，形成所述光学输出系统所输出的两路正交线偏振光。可选地，所述的动态力学性能测量装置，其中，两个所述光学输出系统所输出的每一路正交线偏振光中，所述正交线偏振光的沿X方向的线偏振光的角频率与沿Y方向的线偏振光的角频率之差均为预设频率值。可选地，所述的动态力学性能测量装置，其中，所述光学探测器为用于获取反射光的成像图像的图像光学探测器，或者为用于获取反射光的光斑强度的数字光学探测器。本专利技术实施例还提供一种动态力学性能测量方法，其中，所述测量方法采用如上任一项所述的动态力学性能测量装置，其中所述测量方法包括：在所述第一杆接收到沿轴心方向的冲击力，所述第一杆将所述冲击力通过所述待测材料试样传输至所述第二杆，且其中一所述光学输出系统输出至所述第一杆的第一位置点的两路正交线偏振光，另一所述光学输出系统输出至所述第二杆的第二位置点的两路正交线偏振光时，获取所述光学探测器所获得的所述第一光学信息和所述第二光学信息；根据所述第一光学信息和所述第二光学信息，确定所述待测材料试样的动态力学性能。可选地，所述的动态力学性能测量方法，其中，所述根据所述第一光学信息和所述第二光学信息，确定所述待测材料试样的动态力学性能，包括：根据所述第一光学信息和所述第二光学信息，分别确定在接收到所述冲击力过程中，经所述第一位置点反射的反射光的第一光斑强度信息和经所述第二位置点反射的反射光的第二光斑强度信息；根据所述第一光斑强度信息和所述第二光斑强度信息，分别确定在接收到所述冲击力过程中，所述第一杆的第一微应变和所述第二杆的第二微应变；根据所述第一微应变和所述第二微应变，确定如下速度信息中的至少两个：第一入射速度、第一反射速度和第一透射速度；其中，所述第一入射速度为所述第一杆上的入射力脉冲在所述第一杆的第一位置点处的传输速度，所述第一反射速度为所述第一杆上的入射力脉冲被所述待测材料试样反射后形成反射力脉冲，在所述第一杆的第一位置点处的传输速度，所述第一透射速度为所述入射力脉冲经所述待测材料试样传输至所述第二杆形成透射脉冲，在所述第二杆的第二位置点处的传输速度；根据所确定的速度信息，计算所述待测材料试样的动态力学性能。可选地，所述的动态力学性能测量方法，其中，所述动态力学性能包括动态应力、动态应变和动态应变率。可选地，所述的动态力学性能测量方法，其中，所述根据所述第一光斑强度信息和所述第二光斑信息，分别确定在接收到所述冲击力过程中，所述第一杆的第一微应变和所述第二杆的第二微应变，包括：根据所述第一光斑强度信息，解调获得在接收到所述冲击力过程中所述第一杆的截断相位信息；以及根据所述第二光斑强度信息，解调获得在接收到所述冲击力过程中所述第二杆的截断相位信息；根据所述第一杆的截断相位信息，获得所述第一杆的连续相位信息；以及根据所述第二杆的截断相位信息，获得所述第二杆的连续相位信息；根据所述第一杆的连续相位信息，确定所述第一杆的第一微应变；以及根据所述第二杆的连续相位信息，确定所述第二杆的第二微应变。可选地，所述的动态力学性能测量方法，其中，所述根据所述第一光学信息和所述第二光学信息，分别确定在接收到所述冲击力过程中，经所述第一位置点反射的反射光的第一光斑强度信息和经所述第二位置点反射的反射光的第二光斑强度信息，包括：根据所述第一光学信息和所述第二光学信息，确定在接收到所述冲击力过程中，经所述第一位置点反射的反射光的第一光强数据以及经所述第二位置点反射的反射光的第二光强数据；根据所述第一光强数据以及预先获取、在未接收到所述冲击力时，所述光学探测器所获取的经所述第一位置点反射的反射光的光强数据，确定所述第一光斑强度信息；根据所述第二光强数据以及预先获取、在未接收到所述冲击力时，所述光学探测器所获取的经所述第二位置点反射的反射光的光强数据，确定所述第二光斑强度信息。可选地，所述的动态力学性能测量方法，其中，所述根据所确定的速度信息，计算所述待测材料试样的动态力学性能，包括：确定第一杆与所述待测材料试样接触处的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动态力学性能测量装置，其特征在于，包括：同轴设置的第一杆和第二杆，其中待测材料试样能够被夹设于所述第一杆与所述第二杆之间；两个光学输出系统，分别用于输出呈预设角度的两路正交线偏振光，其中的一光学输出系统所输出的两路正交线偏振光入射至所述第一杆的第一位置点，且经所述第一位置点反射后的反射光朝同一方向传输；另一光学输出系统所输出的两路正交线偏振光入射至所述第二杆的第二位置点，且经所述第二位置点反射后的反射光朝同一方向传输；光学探测器，用于分别获取经所述第一位置点反射的反射光的第一光学信息以及经所述第二位置点反射的反射光的第二光学信息。

【技术特征摘要】
1.一种动态力学性能测量装置，其特征在于，包括：同轴设置的第一杆和第二杆，其中待测材料试样能够被夹设于所述第一杆与所述第二杆之间；两个光学输出系统，分别用于输出呈预设角度的两路正交线偏振光，其中的一光学输出系统所输出的两路正交线偏振光入射至所述第一杆的第一位置点，且经所述第一位置点反射后的反射光朝同一方向传输；另一光学输出系统所输出的两路正交线偏振光入射至所述第二杆的第二位置点，且经所述第二位置点反射后的反射光朝同一方向传输；光学探测器，用于分别获取经所述第一位置点反射的反射光的第一光学信息以及经所述第二位置点反射的反射光的第二光学信息。2.根据权利要求1所述的动态力学性能测量装置，其特征在于，所述动态力学性能测量装置还包括：第三杆，与所述第一杆和所述第二杆同轴设置，且所述第三杆与所述第一杆远离所述第二杆的一端抵接；导套，与所述第三杆和所述第一杆同轴设置，且所述导套套设于所述第三杆与所述第一杆相抵接位置的外部；支撑底座，包括同中心线设置的多个安装孔，其中所述导套、所述第一杆和所述第二杆分别滑动地穿设于至少一安装孔内。3.根据权利要求1所述的动态力学性能测量装置，其特征在于，每一所述光学输出系统均包括：用于输出入射光束的激光器；用于对所述入射光束进行滤波处理的滤波器；光转换元件，用于将经过滤波处理的入射光束转换为一路正交线偏振光；分光元件，用于将经所述光转换元件所输出的一路正交线偏振光，转换为呈所述预设角度的两路正交线偏振光。4.根据权利要求3所述的动态力学性能测量装置，其特征在于，所述光转换元件包括：从所述滤波器至所述分光元件依次排列的二分之一波片和四分之一波片，其中所述二分之一波片绕自身的中心线以预设角速度旋转。5.根据权利要求3所述的动态力学性能测量装置，其特征在于，所述分光元件包括：分光棱镜，用于将所述光转换元件所输出的一路正交线偏振光，转换为相互垂直的两路正交线偏振光；两个反射镜，每一所述反射镜分别对应接收一路正交线偏振光，并用于反射所接收的正交线偏振光，使得经两个所述反射镜所反射的正交线偏振光之间呈所述预设角度，形成所述光学输出系统所输出的两路正交线偏振光。6.根据权利要求1所述的动态力学性能测量装置，其特征在于，两个所述光学输出系统所输出的每一路正交线偏振光中，所述正交线偏振光的沿X方向的线偏振光的角频率与沿Y方向的线偏振光的角频率之差均为预设频率值。7.根据权利要求1所述的动态力学性能测量装置，其特征在于，所述光学探测器为用于获取反射光的成像图像的图像光学探测器，或者为用于获取反射光的光斑强度的数字光学探测器。8.一种动态力学性能测量方法，其特征在于，所述测量方法采用权利要求1至7任一项所述的动态力学性能测量装置，其中所述测量方法包括：在所述第一杆接收到沿轴心方向的冲击力，所述第一杆将所述冲击力通过所述待测材料试样传输至所述第二杆，且其中一所述光学输出系统输出至所述第一杆的第一位置点的两路正交线偏振光，另一所述光学输出系统输出至所述第二杆的第二位置点的两路正交线偏振光时，获取所述光学探测器所获得的所述第一光学信息和所述第二光学信息；根据所述第一光学信息和所述第二光学信息，确定所述待测材料试样的动态力学性能。9.根据权利要求8所述的动态力学性能测量方法，其特征在于，所述根据所述第一光学信息和所述第二光学信息，确定所述待测材料试样的动态力学性能，包括：根据所述第一光学信息和所述第二光学信息，分别确定在接收到所述冲击力过程中，经所述第一位置点反射的反射光的第一光斑强度信息和经所述第二位置点反射的反射光的第二光斑强度信息；根据所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨山伟，马俊杰，卢元达，翟明，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，北京京东方光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11