【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及缺陷检测，特别涉及一种点阵结构缺陷与力学性能测试装置及预测方法。
技术介绍
1、点阵结构比强度和比刚度高，在低密度结构中有较大的力学性能优势，与传统的固体材料相比，点阵材料的密度大大降低，具有相同性能的点阵结构可以减重达70％以上。与泡沫材料相比，点阵结构性能上可控制，强度和模量比金属泡沫材料高出一个量级，承载效率更高。
2、而点阵结构通常是由3d或4d打印而成，会产生不同类型和不同程度的微缺陷，极大的影响了制造后的结构力学性能。并且缺陷位置、尺寸随机分布，目前仍较多采用微ct或工业ct等光学可视化方法对其结构内部进行检测。但复杂点阵结构的缺陷位置和形态特征随机性强、特征微弱，基于ct图像的人工评价主观性比较强，容易出现缺陷漏判、误判等问题，且基于统计方法的信息维度低，难于获取点阵结构的几何缺陷特征。
3、而准确获取点阵结构的几何误差、内部缺陷的大小、位置、形状等信息对于深入研究缺陷对结构性能的影响至关重要。所以研究缺陷的智能检测及识别方法对于优化复杂点阵结构的设计制造、提升其性能具有重要的意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种点阵结构缺陷与力学性能测试装置及预测方法，测试方法简单，效率高，易实施，能有效实现点阵结构的缺陷识别与力学性能预测，以用于点阵结构的在线合格性检测。
2、本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
3、一种点阵结构缺陷与力学性能测试装置及预测方法，包括固定桌、工业ct仪、
4、所述点阵结构放置于所述静压盘上，所述固定桌上端于所述固定槽的后端向上设置有呈l型的固定杆，所述固定杆内壁的上端安装有电动推杆，所述电动推杆的下端设置有与所述静压盘配合测试所述点阵结构的动压盘，所述动压盘上端的后端安装有与所述固定杆内壁前端接触的位移传感器，所述固定桌的上端于所述工业ct仪前方设置有控制面板，所述控制面板内设置有集成电路板，所述控制面板、所述电动推杆、所述压力传感器及所述位移传感器均与所述控制面板电连，所述工业ct仪、所述显示器均与所述控制主机电连，所述控制面板与所述控制主机电连。
5、通过采用上述技术方案，使用时，先将本装置通电，将多个点阵结构放进工业ct仪进行点阵结构的缺陷扫描，然后选出一个缺陷最少的点阵结构作为标样，然后将标样的点阵结构放在静压盘上，操作控制面板，设置位移传感器的位移数值，然后通过集成电路板控制固定杆上的电动推杆工作，将动压盘向下移动并配合固定槽内的静压盘对标样进行压缩时，当位移传感器移动至设置的位移数值时，计算理想的压缩位移，在动压盘对标样进行压缩时，固定槽内的压力传感器则实时监测压力的变化数值并通过控制主机存储处理后在显示器上显示压力变化曲线，然后让电动推杆迅速回到初始状态即可，然后在显示器上显示应变位移曲线，计算弹性模量，最后根据实际弹性模量与理想弹性模量之间的差值大于所允许的阈值，判断点阵结构是否为缺陷件。
6、本专利技术的进一步设置为：所述固定杆包括竖直段、与所述竖直段上端水平设置的水平段。
7、本专利技术的进一步设置为：所述动压盘下端的后端向下安装有激光测距传感器，所述激光测距传感器与所述控制面板电连。
8、通过采用上述技术方案，可以配合位移传感器精确计算电动推杆的位移距离，减小实验误差。
9、本专利技术的进一步设置为：所述电动推杆的下端与所述动压盘的上端之间配合设置有回弹组件。
10、通过采用上述技术方案，可以在电动推杆带动动压盘靠近标样时，精确控制动压盘与标样的上端接触且并不施加压力，且具有一定的缓冲效果。
11、本专利技术的进一步设置为：所述回弹组件包括两块呈对立设置的压板、若干设置于两块所述压板之间且呈阵列分布的压缩弹簧。
12、本专利技术还提供一种点阵结构缺陷与力学性能测试装置及预测方法，其特征在于：该种点阵结构缺陷与力学性能的预测方法包括以下步骤：
13、步骤1、基于工业ct仪扫描检测多个点阵结构的缺陷，选择缺陷最少的一个点阵结构作为标样，进行压缩试验，并获取该点阵结构的理想弹性模量e和理想屈服应变ε，计算其理想压缩位移x；
14、x＝εl；
15、l为点阵结构的高；
16、步骤2：操作控制面板发送动压盘位移指令μx给电动推杆控制动压盘下压,其中，μ表示允许的点阵结构最大缺陷量，0<μ<1；μ越靠近1，代表要求的点阵结构的缺陷量应越靠近标样缺陷量；
17、步骤3：动压盘下压到指定的位移指令后，记录压缩的压力应变的曲线(σ0-x0)，计算实际弹性模量e0＝σ0/x0；随后控制面板发送位移指令0(代表动压盘初始位置)给电动推杆，控制动压盘迅速回到原位，记录回位的应力应变位移曲线(σ1-x1)，获取应力从σ1到0的回位时间t；
18、步骤4：若实际弹性模量与理想弹性模量之间的差值小于所允许的阈值，并且回位时间t不大于最大回位时间t0(标样压缩至理想压缩位移后，动压盘迅速回位后的应力从理想值降至0的时间)，该点阵结构是合格的，且其力学性能屈服应力(抗拉)σi可根据理想的屈服应力(抗拉)σ、回位时间差值t-t0和所允许的点阵结构最大缺陷量μ来获得；
19、σi＝βμσ(t-t0)，其中为β修正系数，常数；
20、步骤5：若实际弹性模量与理想弹性模量之间的差值大于所允许的阈值，或者回位时间t大于最大回位时间t0，则该点阵结构为缺陷件，属于不合格件。
21、综上所述，本专利技术具有以下有益效果：
22、其一、本专利技术测试方法简单，效率高，易实施，能有效实现点阵结构的缺陷识别与力学性能预测，以用于点阵结构的在线合格性检测；
23、其二、本专利技术利用压力传感器来模拟动压盘对点阵结构的施加的力来测试其弹性模量,减少操作的复杂程度；
24、其三、本专利技术的电动推杆不仅可以对点阵结构样品标样施加压力进行压缩实验，还能迅速恢复至初始状态通过压力传感器的变化来记录回位时间。
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1.一种点阵结构缺陷与力学性能测试装置及预测方法，包括固定桌(1)、工业CT仪(11)、控制主机(12)、显示器(13)及点阵结构(17)，其特征在于：所述工业CT仪(11)安装于所述固定桌(1)上端的一侧的后端，所述控制主机(12)及所述显示器(13)均安装于所述工业CT仪(11)的一侧，所述固定桌(1)上端的另一侧向下开设有固定槽(14)，所述固定槽(14)内壁的底部安装有多个呈阵列分布的压力传感器(15)，所述固定槽(14)的开口端覆盖有与之配合且可上下滑动的与每一压力传感器(15)上端均接触的静压盘(16)；
2.根据权利要求1所述的一种点阵结构缺陷与力学性能测试装置及预测方法，其特征在于：所述固定杆(18)包括竖直段(19)、与所述竖直段(19)上端水平设置的水平段(2)。
3.根据权利要求1所述的一种点阵结构缺陷与力学性能测试装置及预测方法，其特征在于：所述动压盘(25)下端的后端向下安装有激光测距传感器(27)，所述激光测距传感器(27)与所述控制面板(28)电连。
4.根据权利要求1所述的一种点阵结构缺陷与力学性能测试装置及预测
5.根据权利要求4所述的一种点阵结构缺陷与力学性能测试装置及预测方法，其特征在于：所述回弹组件(22)包括两块呈对立设置的压板(23)、若干设置于两块所述压板(23)之间且呈阵列分布的压缩弹簧(24)。
6.一种点阵结构缺陷与力学性能测试装置及预测方法，其特征在于：该种点阵结构缺陷与力学性能的预测方法包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种点阵结构缺陷与力学性能测试装置及预测方法，包括固定桌(1)、工业ct仪(11)、控制主机(12)、显示器(13)及点阵结构(17)，其特征在于：所述工业ct仪(11)安装于所述固定桌(1)上端的一侧的后端，所述控制主机(12)及所述显示器(13)均安装于所述工业ct仪(11)的一侧，所述固定桌(1)上端的另一侧向下开设有固定槽(14)，所述固定槽(14)内壁的底部安装有多个呈阵列分布的压力传感器(15)，所述固定槽(14)的开口端覆盖有与之配合且可上下滑动的与每一压力传感器(15)上端均接触的静压盘(16)；
2.根据权利要求1所述的一种点阵结构缺陷与力学性能测试装置及预测方法，其特征在于：所述固定杆(18)包括竖直段(19)、与所述竖直段(19)上端水平设置的水平段(2)。
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【专利技术属性】
技术研发人员：徐世伟，肖培杰，陈龙宝，李可维，陆文亮，刘瑜，
申请(专利权)人：湖南大学苏州研究院，
类型：发明
国别省市：
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