一种顺序测量应变计算正交各向异性层合板内部应变方法技术

本发明专利技术提供一种顺序测量应变计算正交各向异性层合板内部应变方法，包括：

【技术实现步骤摘要】
一种顺序测量应变计算正交各向异性层合板内部应变方法


[0001]本专利技术涉及层合板表层应变的测量
，具体而言，尤其涉及一种顺序测量应变计算正交各向异性层合板内部应变方法
。

技术介绍

[0002]随着新材料技术的飞速发展，实现了复合材料在生产生活中的广泛应用
。
尤其是正交各向异性复合材料，由于其本身具有较高的比强度
、
比模量
、
耐腐蚀和耐高温等性能，在航空航天
、
机械制造和轨道交通等领域得到了广泛的应用
。
但由于正交各向异性材料层合板结构具有多铺层
、
多角度的特点，只有进行逐层逐角度的各层应变分析，才能进行正交各向异性材料层合板结构的性能分析
。
[0003]应变测量测量分析的难点在于，正交各向异性材料层合板结构有多角度
、
多铺层的结构特点，仅能针对表层应变的测量，内部应变无法进行直接的测量，无法进行层合板内部结构的应变分析，用来评价层合板各层的性能
。
由于正交各向异性材料层合板结构的特殊性，应变片布置往往受到结构特征的影响，不同的应变片布置方向，需结合特定的计算方法，才能得到准确的内部主方向应变值，否则就会得到截然不同的错误结果
。
鉴于此，我们提出了基于表层测试顺时针方向应变计算内部各层应变的计算方法，用于计算分析各层各方向铺层主轴方向的应变分析
。
[0004]针对复合材料的正交各向异性层合板结构，现有技术仅可通过应变片进行层合板表层应变的测量，但由于层合板正交各向异性的特点，不同角度的铺层主轴应变是不同的，并且除表层外，内部各层偏轴应变及主轴应变均是不可直接测量的；

技术实现思路

[0005]根据上述提出的由于正交各向异性复合材料层合板是由单层板不同的角度铺贴而成，在外载荷作用下，不同铺层的主轴应变及偏轴应变是不同，且内部各层的应变是无法直接通过测量获得的，就无法进行内部各角度
、
各层的应变定量评价的技术问题，提供一种顺序测量应变计算正交各向异性层合板内部应变方法
。
本专利技术通过顺序测量的方法获得正交各向异性复合材料层合板表面经过特定计算方法得到层合板内部各角度
、
各层的主轴应变和偏轴应变
。
[0006]本专利技术采用的技术手段如下：
[0007]一种顺序测量应变计算正交各向异性层合板内部应变方法，包括：
[0008]S1、
沿顺时针方向铺贴应变片，制作正交各向异性层合板的试样；
[0009]S2、
基于制作好的正交各向异性层合板的试样，采集应变值；
[0010]S3、
基于采集的应变值，计算应变片测量处的线性应变值；
[0011]S4、
基于线性应变值，计算内部各角度
、
各铺层单层板主方向应变值
。
[0012]进一步地，所述步骤
S1
，具体包括：
[0013]S11、
使用砂纸对层合板表面进行粗糙化处理，清除油污和附着物，使得表面平整，
形成与贴片方向纵向成
45
°
角交叉纹路；
[0014]S12、
对粗糙化处理后的表面进行清洁，选择应变夹角为
45
°
的三向应变片，包括第一引出线
、
第二引出线和第三引出线，第一引出线连接的应变片与第二引出线连接的应变片夹角为
45
°
，第二引出线连接的应变片与第三引出线连接的应变片夹角为
45
°
；
[0015]S13、
确定应变片的粘贴方向，在层合板表面粘贴应变片，粘贴时以第一引出线连接的应变片为基础，定义其为沿纤维方向粘贴的应变片，第二引出线
、
第三引出线连接的应变片依次沿顺时针方向铺贴；
[0016]S14、
手持应变片三组引线，将粘结剂均匀涂抹于应变片基底涂胶侧，在其表面形成一层薄胶层液体，液体需布满基底涂胶侧，将涂满粘结剂的应变片以第一引出线连接的应变片对齐纤维方向，第三引出线连接的应变片对齐垂直纤维的方向，用另一只手持不粘胶的塑料薄膜，通过拇指按住垫有塑料薄膜的三向应变片，在按压的过程中应使应变片整体均匀受力，保持在粘结剂凝固前的压实状态，直至应变片牢固的粘结在被测结构表面；
[0017]S15、
待三向应变片粘结剂彻底凝固后，从塑料薄膜的一侧开始，缓慢的取下塑料薄膜，再用手拉起第一引出线中的一根引线，慢慢将其从溢出的凝固粘结剂中拉起，使引线脱离被测试件表面，依次重复该操作，进行其它引出线的拉起操作；
[0018]S16、
引出线拉起后进行固定，固定时采用塑料薄板为基底，表面挂锡的端子，三向应变片对应三个接线端子，将端子涂抹粘结剂侧均匀涂满粘结剂，粘贴在对应应变片的引线侧，用拇指垫有塑料薄膜的情况下，用拇指将端子压实到被测结构表面，且端子表面各处受力均匀，待粘结剂凝固后，缓慢抬起拇指，依次重复该操作，进行其它应变片对应端子的操作；
[0019]S17、
待端子与被测结构件表面的粘结剂彻底凝固后，取下塑料薄膜，准备进行端子与引线的连接工作；连接时用通电加热至额定温度的烙铁进行端子表面锡的融化，将应变片的第一引线的一根置于融化的表面锡中，抬起烙铁，保持引线在表面锡中，待期表面锡凝固后，用剪刀剪断多余的引线，依次重复该操作，进行其它引线与端子的连接操作
。
[0020]进一步地，所述步骤
S2
，具体包括：
[0021]S21、
应变片引线固定后，将其连接至采集仪器，三向应变片中的每一个应变片需通过连接线连接至采集仪的数据采集通道，连接线一端通过融化端子表面锡的形式与端子相连固定，另一侧通过专用接头与采集仪器相连；
[0022]S22、
将采集仪器连接至电脑，通过网线将采集仪器和电脑连接，待通讯连接成功后，打开专业应变采集分析软件，在软件中输入测试用的应变片的灵敏度系数和阻值参数，在软件系统中将第三引线连接的应变数值采集通道命名为
S0，第二引线连接的应变数值采集通道命名为
S
45
，第一引线连接的应变数值采集通道命名为
S
90
；
[0023]S23、
在被测结构静止的状态下，在软件系统进行应变信号的调零，然后进行被测结构的工况加载，当试验加载至规定的载荷值时，采集此时刻各应变片的应变值，通道
S0采集到的应变值命名为
ε0，通道
S
45
采集到的应变值命名为
ε
45
，通道
S
90
采集到的应变值命名为
ε
90
。
[0024]进一步地，所述步骤
S3
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种顺序测量应变计算正交各向异性层合板内部应变方法，其特征在于，包括：
S1、
沿顺时针方向铺贴应变片，制作正交各向异性层合板的试样；
S2、
基于制作好的正交各向异性层合板的试样，采集应变值；
S3、
基于采集的应变值，计算应变片测量处的线性应变值；
S4、
基于线性应变值，计算内部各角度
、
各铺层单层板主方向应变值
。2.
根据权利要求1所述的顺序测量应变计算正交各向异性层合板内部应变方法，其特征在于，所述步骤
S1
，具体包括：
S11、
使用砂纸对层合板表面进行粗糙化处理，清除油污和附着物，使得表面平整，形成与贴片方向纵向成
45
°
角交叉纹路；
S12、
对粗糙化处理后的表面进行清洁，选择应变夹角为
45
°
的三向应变片，包括第一引出线
、
第二引出线和第三引出线，第一引出线连接的应变片与第二引出线连接的应变片夹角为
45
°
，第二引出线连接的应变片与第三引出线连接的应变片夹角为
45
°
；
S13、
确定应变片的粘贴方向，在层合板表面粘贴应变片，粘贴时以第一引出线连接的应变片为基础，定义其为沿纤维方向粘贴的应变片，第二引出线
、
第三引出线连接的应变片依次沿顺时针方向铺贴；
S14、
手持应变片三组引线，将粘结剂均匀涂抹于应变片基底涂胶侧，在其表面形成一层薄胶层液体，液体需布满基底涂胶侧，将涂满粘结剂的应变片以第一引出线连接的应变片对齐纤维方向，第三引出线连接的应变片对齐垂直纤维的方向，用另一只手持不粘胶的塑料薄膜，通过拇指按住垫有塑料薄膜的三向应变片，在按压的过程中应使应变片整体均匀受力，保持在粘结剂凝固前的压实状态，直至应变片牢固的粘结在被测结构表面；
S15、
待三向应变片粘结剂彻底凝固后，从塑料薄膜的一侧开始，缓慢的取下塑料薄膜，再用手拉起第一引出线中的一根引线，慢慢将其从溢出的凝固粘结剂中拉起，使引线脱离被测试件表面，依次重复该操作，进行其它引出线的拉起操作；
S16、
引出线拉起后进行固定，固定时采用塑料薄板为基底，表面挂锡的端子，三向应变片对应三个接线端子，将端子涂抹粘结剂侧均匀涂满粘结剂，粘贴在对应应变片的引线侧，用拇指垫有塑料薄膜的情况下，用拇指将端子压实到被测结构表面，且端子表面各处受力均匀，待粘结剂凝固后，缓慢抬起拇指，依次重复该操作，进行其它应变片对应端子的操作；
S17、
待端子与被测结构件表面的粘结剂彻底凝固后，取下塑料薄膜，准备进行端子与引线的连接工作；连接时用通电加热至额定温度的烙铁进行端子表面锡的融化，将应变片的第一引线的一根置于融化的表面锡中，抬起烙铁，保持引线在表面锡中，待期表面锡凝固后，用剪刀剪断多余的引线，依次重复该操作，进行其它引线与端子的连接操作
。3.
根据权利要求1所述的顺序测量应变计算正交各向异性层合板内部应变方法，其特征在于，所述步骤
S2
，具体包括：
S21、
应变片引线固定后，将其连接至采集仪器，三向应变片中的每一个应变片需通过连接线连接至采集仪的数据采集通道，连接线一端通过融化端子表面锡的形式与端子相连固定，另一侧通过专用接头与采集仪器相连；
S22、

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓峰，王帅，张强，李向伟，韩新利，李文全，张岱霖，赵春雷，段宝玉，
申请(专利权)人：大连交通大学，
类型：发明
国别省市：