一种金属材料应力测试设备及方法技术

本发明专利技术公开了一种金属材料应力测试设备，属于应力测试技术领域，包括密封罩、光电发生器、电流读数仪、供电件、真空泵，其中密封罩与待测件的表面密封连接，密封罩上设有容纳腔；光电发生器设置于容纳腔内、且与密封罩转动连接；电流读数仪与光电发生器电连接；供电件同时与电流读数仪和光电发生器电连接；真空泵与供电件电连接、且与容纳腔连通。本发明专利技术还提供了一种金属材料应力测试方法解决现在技术所存在的测试结果是对象在测试前后的应力相对变化值，而非绝对存在值，无法得到测试对象当前已经承担的荷载，更不能测试当前荷载的方向，测量局限性大，使用不便利的问题。本发明专利技术作用效果显著，适于广泛推广。适于广泛推广。适于广泛推广。

【技术实现步骤摘要】
一种金属材料应力测试设备及方法


[0001]本专利技术涉及应力测试
，特别涉及，一种金属材料应力测试设备及方法。

技术介绍

[0002]目前材料的应力测试主要是利用材料的应变进行间接测试，且测试的结果是测试前后的变化值，无法得到材料应力的绝对值。当材料本身就存在荷载条件时，目前技术很难对材料当前应力状态进行测试。现有的测试技术需要获取材料应变，通常采用应变片、应变计、图像识别等手段。无论用什么方法，在获取当前应变值后即认定为初始值，后续随着材料荷载变化，应变发生变化，再次测试荷载变化后的应变，作为最终值。最后利用材料的弹性参数代入公式计算得到材料的应力。显然，当前技术的缺点或不足之处主要是：测试结果是对象在测试前后的应力相对变化值，而非绝对存在值，无法得到测试对象当前已经承担的荷载，更不能测试当前荷载的方向。

技术实现思路

[0003]针对上述缺陷，本专利技术解决的技术问题在于，提供一种金属材料应力测试设备及方法，以解决现在技术所存在的测试结果是对象在测试前后的应力相对变化值，而非绝对存在值，无法得到测试对象当前已经承担的荷载，更不能测试当前荷载的方向，测量局限性大，使用不便利的问题。
[0004]本专利技术提供了一种金属材料应力测试设备，包括：
[0005]密封罩，与待测件的表面密封连接，所述密封罩上设有容纳腔；
[0006]光电发生器，设置于所述容纳腔内、且与所述密封罩转动连接，用于对所述待测件表面进行光照产生光电子，并获取所述光电子产生的微电流情况；
[0007]电流读数仪，与所述光电发生器电连接，用于获取所述光电发生器获取的电流信息；
[0008]供电件，同时与所述电流读数仪和所述光电发生器电连接；
[0009]真空泵，与所述供电件电连接、且与所述容纳腔连通，用于抽取所述容纳腔内的空气或向所述容纳腔内输入空气。
[0010]优选地，所述光电发生器包括：
[0011]光源，与所述密封罩转动连接、且与所述供电件电连接；
[0012]阳极，一端与所述光源连接、且与所述电流读数仪电连接；
[0013]绝缘隔离层，与所述阳极的另一端连接，所述绝缘隔离层上设有第一透光孔；
[0014]滤波片，与所述阳极连接、且设置于所述光源和所述绝缘隔离层之间；
[0015]阴极，与所述绝缘隔离层远离所述阳极的一端连接、且与所述电流读数仪电连接，所述阴极上设有第二透光孔，所述第一透光孔和所述第二透光孔均用于所述光源发射的光线的通过。
[0016]优选地，所述密封罩包括：
[0017]密封外壳，与所述真空泵连通、且与所述光电发生器连接，所述容纳腔设置于所述密封外壳上，所述密封外壳为半球形壳体；
[0018]密封圈，一侧与所述密封外壳连接，另一侧与所述待测件表面抵接，所述密封圈为弹性材质。
[0019]优选地，所述光电发生器与所述密封罩之间通过中空管转动连接，所述中空管与所述光电发生器固定连接、且与所述密封罩转动连接，所述密封罩上设有用于限制所述中空管轴向运动的卡槽，所述中空管上设有与所述卡槽适配的卡块。
[0020]优选地，所述真空泵上设有用于控制气体输入或输出的阀门；或/和所述电流读数仪、所述供电件和所述真空泵均设置于所述密封罩远离所述光电发生器的一侧；或/和所述阳极和所述阴极均为非金属导电材料。
[0021]优选地，所述中空管上连接有旋转手把，所述旋转手把用于带动所述中空管转动；或/和所述密封罩上沿所述中空管的周向设有刻度，所述刻度用于观测所述旋转手把的旋转角度。
[0022]优选地，所述阳极为矩形管状结构，所述阴极和所述绝缘隔离层均为与所述阳极适配的矩形框状结构，所述滤波片设置于所述阳极内，所述阳极的矩形横截面的长宽比大于5。
[0023]优选地，所述中空管上设有若干用于与容纳腔连通的开孔，所述中空管远离所述容纳腔的另一端与所述真空泵连通，所述中空管与所述供电件连接，用于对所述供电件进行支撑。
[0024]本专利技术还提供了一种金属材料应力测试方法，应用上述任一项所述的一种金属材料应力测试设备，包括：将所述密封罩与所述待测件的表面接触，通过所述真空泵将所述容纳腔内的空气抽出，使所述密封罩与所述待测件密封连接；启动所述光电发生器，所述光源提供充足的光子，所述滤波片过滤出单一频率的光使其通过，并照射到所述待测件的表面；所述待测件的表面自由电子吸收光子后溢出，在所述阴极和所述阳极所构造出的电场作用下，溢出电子向所述阳极运动，从而形成微电流；微电流被所述电流读数仪识别和记录；旋转一定角度后继续测试，得到微电流并记录，直到完成180度的测试；通过测试180度内不同角度的光电流大小，判断出所述待测件的受力方向。
[0025]优选地，所述滤波片的选取原则为：所述滤波片过滤出的单一光的频率大于所述待测件的光电效应极限频率。
[0026]由上述方案可知，本专利技术提供的一种金属材料应力测试设备通过光电发生器可以实现对不同方向微电流的获取，通过记录不同方向微电流的变化数值，可以直接对金属的绝对应力状态进行测试，同时也可以判别受力方向。本专利技术提供还一种金属材料应力测试方法，该方法无需通过应变间接测试，而是可以对金属材料的应力进行直接测量，得到当前金属材料应力状态，包括应力大小和方向。本专利技术解决现在技术所存在的测试结果是对象在测试前后的应力相对变化值，而非绝对存在值，无法得到测试对象当前已经承担的荷载，更不能测试当前荷载的方向，测量局限性大，使用不便利的问题，作用效果显著，适于广泛推广。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1为本专利技术提供的一种金属材料应力测试设备的结构示意图；
[0029]图2为本专利技术提供的一种金属材料应力测试设备除密封罩外其余结构的结构示意图；
[0030]图3为本专利技术提供的一种金属材料应力测试设备的光电发生器的结构示意图；
[0031]图4为本专利技术提供的一种金属材料应力测试设备的主视结构示意图；
[0032]图5为沿图4中A
‑
A线的剖视结构图；
[0033]图6为光电发生器在待测件受力与不受力状态时捕获的电子数量对比图；
[0034]图7为光电发生器在待测件受力状态时捕获的电子数量示意图；
[0035]图8为光电发生器旋转一定角度后在待测件受力状态时捕获的电子数量示意图；
[0036]图9为光电发生器旋转另一角度后在待测件受力状态时捕获的电子数量示意图。
[0037]图中：
[0038]1、密封罩；2、光电发生器；3、电流读数仪；4、供电件；5、真空泵；6、中空管；7、旋转手把；8、待测件；11、密封外壳；1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属材料应力测试设备，其特征在于，包括：密封罩(1)，与待测件(8)的表面密封连接，所述密封罩(1)上设有容纳腔(111)；光电发生器(2)，设置于所述容纳腔(111)内、且与所述密封罩(1)转动连接，用于对所述待测件(8)表面进行光照产生光电子，并获取所述光电子产生的微电流情况；电流读数仪(3)，与所述光电发生器(2)电连接，用于获取所述光电发生器(2)获取的电流信息；供电件(4)，同时与所述电流读数仪(3)和所述光电发生器(2)电连接；真空泵(5)，与所述供电件(4)电连接、且与所述容纳腔(111)连通，用于抽取所述容纳腔(111)内的空气或向所述容纳腔(111)内输入空气。2.根据权利要求1所述的一种金属材料应力测试设备，其特征在于，所述光电发生器(2)包括：光源(21)，与所述密封罩(1)转动连接、且与所述供电件(4)电连接；阳极(22)，一端与所述光源(21)连接、且与所述电流读数仪(3)电连接；绝缘隔离层(23)，与所述阳极(22)的另一端连接，所述绝缘隔离层(23)上设有第一透光孔(231)；滤波片(24)，与所述阳极(22)连接、且设置于所述光源(21)和所述绝缘隔离层(23)之间；阴极(25)，与所述绝缘隔离层(23)远离所述阳极(22)的一端连接、且与所述电流读数仪(3)电连接，所述阴极(25)上设有第二透光孔(251)，所述第一透光孔(231)和所述第二透光孔(251)均用于所述光源(21)发射的光线的通过。3.根据权利要求2所述的一种金属材料应力测试设备，其特征在于，所述密封罩(1)包括：密封外壳(11)，与所述真空泵(5)连通、且与所述光电发生器(2)连接，所述容纳腔(111)设置于所述密封外壳(11)上，所述密封外壳(11)为半球形壳体；密封圈(12)，一侧与所述密封外壳(11)连接，另一侧与所述待测件(8)表面抵接，所述密封圈(12)为弹性材质。4.根据权利要求3所述的一种金属材料应力测试设备，其特征在于，所述光电发生器(2)与所述密封罩(1)之间通过中空管(6)转动连接，所述中空管(6)与所述光电发生器(2)固定连接、且与所述密封罩(1)转动连接，所述密封罩(1)上设有用于限制所述中空管(6)轴向运动的卡槽，所述中空管(6)上设有与所述卡槽适配的卡块。5.根据权利要求3所述的一种金属材料应力测试设备，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈立平，朱汉华，
申请(专利权)人：宁波工程学院，
类型：发明
国别省市：