【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及试验设备，尤其涉及一种用于多轴加载的位移测量装置及位移计算方法。
技术介绍
1、多轴疲劳是航空航天、核工业、海洋工程和轨道交通等核心领域中的诸多关键结构材料的典型服役工况。多轴力学性能及多轴疲劳裂纹扩展速率的测量是损伤容限设计、安全评估和寿命管理关注的重点。而其中试样各方向位移的测量则是评价材料多轴力学性能的主要参数，裂尖各方向位移的测量则是评价多轴疲劳裂纹扩展速率的关键参数。
2、现有的常规位移测量装置，如引伸计或cod规可获得试样在拉伸载荷或者疲劳载荷作用下单一方向上位移或应变的变化，却无法同时获得试样在多轴加载作用下关键位置处各方向(三维空间内)位移的变化情况。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是：现有的位移测量装置，难以同时获取试样在多轴加载作用下关键位置处各方向的位移变化情况。
2、为此，本专利技术提供一种用于多轴加载的位移测量装置及位移计算方法。
3、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
4、一种用于多轴加载的位移测量装置，包括，
5、滑动框架，以及
6、磁致伸缩位移传感器，所述磁致伸缩位移传感器通过支点支架连接在滑动框架上，并沿滑动框架的长度方向滑动，所述磁致伸缩位移传感器与支点支架活动连接；
7、接头，所述接头连接在磁致伸缩位移传感器的末端；
8、反射套，所述反射套连接在磁致伸缩位移传感器的起始端；
9、激光位移传感器，所述激
10、进一步地，所述支点支架与磁致伸缩位移传感器之间球铰接。
11、进一步地，所述接头与磁致伸缩位移传感器之间球铰接。
12、进一步地，所述激光位移传感器设置有多个，一个所述激光位移传感器与其他任一个激光位移传感器之间的连线与反射套横截面的弦长重合。
13、一种用于多轴加载的位移计算方法，其特征在于，包括以下步骤，
14、安装好如上所述的测试多轴加载的位移测量装置并记录试样、反射套、支点支架与磁致伸缩位移传感器之间连接处的初始位置；
15、接头连接试样，试样发生位移并通过磁致伸缩位移传感器、激光位移传感器获取试样、反射套的位置；
16、计算试样发生位移后反射套的三向位置变化，以反映试样的三向位置变化。
17、进一步地，初始状态下，所述磁致伸缩位移传感器的轴向与滑动框架的长度方向相互平行且为水平状态。
18、进一步地，以初始状态下激光位移传感器与反射套侧壁交点所在的反射套的横截面所在平面为x-y平面，并根据试样位移前后，激光位移传感器获取的与反射套之间的距离变化，以反射套初始状态下的轴心为圆点建立坐标系，当试样发生位移变化之后，获得激光与反射套圆柱表面交点的坐标，并根据反射套横截面的半径，计算位移后x-y平面内反射套横截面的圆心位置，从而获得反射套在x-y平面内的位移。
19、进一步地，在x-z平面或y-z平面内，根据以点r为支点的位置、以及位移变化前后接头(101)位置、反射套设置构建出两个相似三角形，根据反射套在x-y平面内的位移计算接头(101)处试样在x-y平面内的位移变化。
20、进一步地，当试样发生三向位移，磁致伸缩位移传感器的读取值没有发生变化时，试样发生在z方向的变形，根据反射套在x-y平面内的位移变化以及磁致伸缩位移传感器的偏转角度得到反射套、试样沿z方向的位移。
21、进一步地，当试样发生三向位移，磁致伸缩位移传感器的读取值发生变化时，根据磁致伸缩位移传感器＝的偏转角度以及磁致伸缩位移传感器的伸缩量，计算反射套沿z方向的实际位移，试样在z轴方向上的实际位移为反射套(13)沿z方向的实际位移与，试样由于在x-y平面内发生变化而带来的z方向的变形e的总和。
22、本专利技术的有益效果是，本申请中的位移测量装置，使用测杆-支点的组合，通过测量反射套(被测点)在空间上的位移，进而实现了空间多轴加载作用下试样多向位移的测量；通过支撑点的设计，可避免疲劳加载作用下测试点晃动带来的位移测量误差；通过圆柱形辅助测点的设计，可实现正负位移变化的测量；通过简单的空间几何换算即可实现试样在空间上位移变化的测量，装置简单易搭建，且误差较小；该多向位移测量装置满足了室温环境、高温以及腐蚀环境下疲劳与断裂试样多向位移测量的需求。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种用于多轴加载的位移测量装置，其特征在于，包括，
2.根据权利要求1所述的用于多轴加载的位移测量装置，其特征在于，所述支点支架(22)与磁致伸缩位移传感器(11)之间球铰接。
3.根据权利要求1所述的用于多轴加载的位移测量装置，其特征在于，所述接头(101)与磁致伸缩位移传感器(11)之间球铰接。
4.根据权利要求1所述的用于多轴加载的位移测量装置，其特征在于，所述激光位移传感器(14)设置有多个，一个所述激光位移传感器(14)与其他任一个激光位移传感器(14)之间的连线与反射套(13)横截面的弦长重合。
5.一种用于多轴加载的位移计算方法，其特征在于，包括以下步骤，
6.根据权利要求5所述的用于多轴加载的位移计算方法，其特征在于，初始状态下，所述磁致伸缩位移传感器(11)的轴向与滑动框架(24)的长度方向相互平行且为水平状态。
7.根据权利要求6所述的用于多轴加载的位移计算方法，其特征在于，以初始状态下激光位移传感器(14)与反射套(13)侧壁交点所在的反射套(13)的横截面所在平面为x-y平面，并根
8.根据权利要求7所述的用于多轴加载的位移计算方法，其特征在于，在x-z平面或y-z平面内，根据以点R为支点的位置、以及位移变化前后接头(101)位置、反射套(13)设置构建出两个相似三角形，根据反射套(13)在x-y平面内的位移计算接头(101)处试样在x-y平面内的位移变化。
9.根据权利要求6所述的用于多轴加载的位移计算方法，其特征在于，当试样发生三向位移，磁致伸缩位移传感器(11)的读取值没有发生变化时，试样由于在x-y平面内发生变化而带来的z方向的变形e，为试样沿z方向的位移，根据反射套(13)在x-y平面内的位移变化以及磁致伸缩位移传感器(11)的偏转角度得到反射套(13)、试样沿z方向的位移。
10.根据权利要求6所述的用于多轴加载的位移计算方法，其特征在于，当试样发生三向位移，磁致伸缩位移传感器(11)的读取值发生变化时，根据磁致伸缩位移传感器(11)的偏转角度以及磁致伸缩位移传感器(11)的伸缩量，计算反射套(13)沿z方向的实际位移，试样在z轴方向上的实际位移为反射套(13)沿z方向的实际位移与，试样由于在x-y平面内发生变化而带来的z方向的变形e的总和。
...【技术特征摘要】
1.一种用于多轴加载的位移测量装置，其特征在于，包括，
2.根据权利要求1所述的用于多轴加载的位移测量装置，其特征在于，所述支点支架(22)与磁致伸缩位移传感器(11)之间球铰接。
3.根据权利要求1所述的用于多轴加载的位移测量装置，其特征在于，所述接头(101)与磁致伸缩位移传感器(11)之间球铰接。
4.根据权利要求1所述的用于多轴加载的位移测量装置，其特征在于，所述激光位移传感器(14)设置有多个，一个所述激光位移传感器(14)与其他任一个激光位移传感器(14)之间的连线与反射套(13)横截面的弦长重合。
5.一种用于多轴加载的位移计算方法，其特征在于，包括以下步骤，
6.根据权利要求5所述的用于多轴加载的位移计算方法，其特征在于，初始状态下，所述磁致伸缩位移传感器(11)的轴向与滑动框架(24)的长度方向相互平行且为水平状态。
7.根据权利要求6所述的用于多轴加载的位移计算方法，其特征在于，以初始状态下激光位移传感器(14)与反射套(13)侧壁交点所在的反射套(13)的横截面所在平面为x-y平面，并根据试样位移前后，激光位移传感器(14)获取的与反射套(13)之间的距离变化，以反射套(13)初始状态下的轴心为圆点建立坐标系，当试样发生位移变化之后，获得激光与反射套(13)圆柱表...
【专利技术属性】
技术研发人员：缪新婷，洪海升，刘国旭，曹杨，贾华斌，彭剑，陶平，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。