【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及材料力学性能测试，特别地涉及一种用于小直径管材的高温力学性能测试装置及方法。
技术介绍
1、随着材料小型化的发展，特别是在电子设备、医疗器械和微电机系统中材料小型化的需要，于是对材料的性能测量尤为重要。目前国内外在高温时的管材力学性能的评估方法主要为炉内加热拉伸方法。
2、炉内加热拉伸实验方法，通常是在拉伸机上装上加热炉采用电炉加热，热电偶作为温度传感器检测试样温度。炉内加热的加热速率很低且高温炉内加热具有一定的滞后性，由于加热效率低会导致加热时间过长进而导致材料微观组织出现一定的变化，因此会导致拉伸实验出现不确定性。大部分炉内应变测量采用接触式引伸计，仅能测量其应力应变曲线但无法准确表达其应变场，且在颈缩阶段测量时误差较大。大管径管材一般采用管材切片的形式进行拉伸以测定其力学性能，小管径材料由于其管材切片困难，因此难以进行切片处理。
3、现有小管状材料的力学性能测试方法多存在实验结果缺乏精准性，在高温时无法准确测量材料的力学性能。因此，提出一种用于小管状材料的电加热辅助测量力学性能的测试方法，采用基于激光散斑的数字图像相关法测量其拉伸时的全应变场，来解决现有技术存在的困难，是本领域技术人员急需解决的问题。
技术实现思路
1、为了解决现有技术存在的问题与缺陷，本专利技术提出了一种用于拉伸机的电加热辅助测量圆管力学性能的测试方法，能够夹持管材且能快速升温到指定温度进行拉伸实验，且采用非接触式的激光散斑测量应变，运行可靠稳定，大大减少了人工调整的成
2、本申请提出了一种用于小直径管材的高温力学性能测试装置，包括可编程电源、pid控制器、热成像仪、高速相机、激光源、夹持夹具；所述可编程电源连接pid控制器并与夹持夹具的电极相连；所述pid控制器与热成像仪和可编程电源相连；所述热成像仪与pid控制器相连，且正对拉伸试样表面，测量实时温度；所述高速相机正面拍摄拉伸过程中试样的变化，所述激光源发射的激光与相机中轴线成一定角度，照射在试样表面。
3、优选地，所述夹持夹具包括连接件、绝缘板、冷凝管、电极和管材放置件。
4、优选地，夹持夹具不通电一侧包括连接件a、绝缘板a、管材放置件a，冷凝管拼接在管材放置件a的四周；夹持夹具通电一侧包括连接件b、绝缘板b、电极、管材放置件b，冷凝管拼接在管材放置件b的四周。
5、优选地，管材放置件能够根据管材直径大小不同而进行更换，冷凝管内有用于散热的液体。
6、优选地，小直径管材两端采用相同的夹持夹具。
7、一种用于小直径管材的高温力学性能测试方法，利用权利要求1所述的用于小直径管材的高温力学性能测试装置，拉伸试验开始前在管材一侧喷上深色涂料以提高热成像仪测量温度的准确性，并预先在pid控制器中设置所需要的拉伸温度；可编程电源根据pid控制器的控制，提供能量使试样达到指定温度，根据热成像仪的显示，当达到预定温度时开始拉伸；当拉伸开始时，相机按照预先设定的帧数拍照，直至拉伸结束；使用计算机对拉伸过程中拍摄的照片进行分析。
8、优选地，通过pid控制器，控制传递到夹持夹具上的电极电流大小，进而控制试样温度，能够在60秒内使试样温度上升至500摄氏度以上。
9、优选地，拉伸开始前，激光源发射激光在拉伸试样表面，激光照射在具有一定粗糙度的试样表面进行散射，形成激光散斑；平行激光束从试样表面散射后在散射场内形成的散斑，相较于在试样表面喷漆形成的人工散斑，其不受温度、大变形的影响而产生氧化、变色和脱落，作为非接触式的测量工具，激光散斑无需喷漆，可减小人工散斑因喷漆厚度而造成的测量误差。
10、优选地，通过设置连拍的帧数来拍摄实验时的拉伸情况，并对其拍摄的照片进行数字图像相关法的计算，来获取拉伸试样的应变和全应变场。
11、上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本专利技术的目的。
12、本专利技术提供的一种用于小直径管材的高温力学性能测试装置及方法，与现有技术相比，至少具备有以下有益效果：
13、系统由于采用电加热，所以加热速率可以达到在60s内达到500摄氏度以上，且拉伸试样温差在误差控制范围内；在试样拉伸过程中可以实现变温控制，且可以设定变温速率；可以对管材进行高温拉伸试验，对其进行基于激光散斑的分析得到试样拉伸过程中的应变和全应变场。
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1.一种用于小直径管材的高温力学性能测试装置，其特征在于，包括可编程电源、PID控制器、热成像仪、高速相机、激光源、夹持夹具；所述可编程电源连接PID控制器并与夹持夹具的电极相连；所述PID控制器与热成像仪和可编程电源相连；所述热成像仪与PID控制器相连，且正对拉伸试样表面，测量实时温度；所述高速相机正面拍摄拉伸过程中试样的变化，所述激光源发射的激光与相机中轴线成一定角度，照射在试样表面。
2.根据权利要求1所述的用于小直径管材的高温力学性能测试装置，其特征在于，所述夹持夹具包括连接件、绝缘板、冷凝管、电极和管材放置件。
3.根据权利要求2所述的用于小直径管材的高温力学性能测试装置，其特征在于，夹持夹具不通电一侧包括连接件A、绝缘板A、管材放置件A，冷凝管拼接在管材放置件A的四周；夹持夹具通电一侧包括连接件B、绝缘板B、电极、管材放置件B，冷凝管拼接在管材放置件B的四周。
4.根据权利要求3所述的用于小直径管材的高温力学性能测试装置，其特征在于，管材放置件能够根据管材直径大小不同而进行更换，冷凝管内有用于散热的液体。
5.根据权利要
6.一种用于小直径管材的高温力学性能测试方法，其特征在于，利用权利要求1所述的用于小直径管材的高温力学性能测试装置，拉伸试验开始前在管材一侧喷上深色涂料以提高热成像仪测量温度的准确性，并预先在PID控制器中设置所需要的拉伸温度；可编程电源根据PID控制器的控制，提供能量使试样达到指定温度，根据热成像仪的显示，当达到预定温度时开始拉伸；当拉伸开始时，相机按照预先设定的帧数拍照，直至拉伸结束；使用计算机对拉伸过程中拍摄的照片进行数字图像相关法分析。
7.根据权利要求6所述的用于小直径管材的高温力学性能测试方法，其特征在于，通过PID控制器，控制传递到夹持夹具上的电极电流大小，进而控制试样温度，能够在60秒内使试样温度上升至500摄氏度以上。
8.根据权利要求6所述的用于小直径管材的高温力学性能测试方法，其特征在于，拉伸开始前，激光源发射激光在拉伸试样表面，激光照射在具有一定粗糙度的试样表面进行散射，形成激光散斑；激光散斑是平行激光束从试样表面散射后在散射场内形成的散斑，相较于在试样表面喷漆形成的人工散斑，其不受温度、大变形的影响而产生氧化、变色和脱落现象，作为非接触式的测量工具，激光散斑无需喷漆，可减少人工散斑因喷漆厚度而造成的测量误差。
9.根据权利要求8所述的用于小直径管材的高温力学性能测试方法，其特征在于，通过设置连拍的帧数来拍摄实验时的拉伸情况，并对其拍摄的照片进行数字图像相关法的计算，来获取拉伸试验的应变和全应变场。
...【技术特征摘要】
1.一种用于小直径管材的高温力学性能测试装置，其特征在于，包括可编程电源、pid控制器、热成像仪、高速相机、激光源、夹持夹具；所述可编程电源连接pid控制器并与夹持夹具的电极相连；所述pid控制器与热成像仪和可编程电源相连；所述热成像仪与pid控制器相连，且正对拉伸试样表面，测量实时温度；所述高速相机正面拍摄拉伸过程中试样的变化，所述激光源发射的激光与相机中轴线成一定角度，照射在试样表面。
2.根据权利要求1所述的用于小直径管材的高温力学性能测试装置，其特征在于，所述夹持夹具包括连接件、绝缘板、冷凝管、电极和管材放置件。
3.根据权利要求2所述的用于小直径管材的高温力学性能测试装置，其特征在于，夹持夹具不通电一侧包括连接件a、绝缘板a、管材放置件a，冷凝管拼接在管材放置件a的四周；夹持夹具通电一侧包括连接件b、绝缘板b、电极、管材放置件b，冷凝管拼接在管材放置件b的四周。
4.根据权利要求3所述的用于小直径管材的高温力学性能测试装置，其特征在于，管材放置件能够根据管材直径大小不同而进行更换，冷凝管内有用于散热的液体。
5.根据权利要求4所述的用于小直径管材的高温力学性能测试装置，其特征在于，小直径管材两端采用相同的夹持夹具。
6.一种用于小直径管材的高温力学性能测试方法，其特征在于，利用权利要求1所述的用于小直径...
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