一种基于光弹-红外的全场应力同步测试实验系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于光弹‑红外的全场应力同步测试实验系统和方法，属于力学测试技术领域。该系统中：智能光弹测试系统用于利用光弹测试方法实时获取试件贴有光弹材料的表面因受力而产生的光学干涉条纹；红外测试系统用于利用红外热成像测试方法实时获取试件贴有光弹材料的对立面因受力而产生的温度变化；同步控制系统用于控制光学镜片中光轴位置和快轴位置的变动频率，高速CMOS相机采集光学干涉条纹的频率，施加载荷的频率和红外热像采集频率。能够实现动态实时的光弹方法、红外高速热成像相关方法的同步测试，高精度实时全场应力自动分析，结合两种方法的优点，通过实验直观检测到岩石类固体材料试件的全场应力分布和演化情况。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及力学测试，尤其涉及一种基于光弹-红外的全场应力同步测试实验系统和方法。

技术介绍

1、目前，在受载物体的力学实验测定中，常用的实验技术包括应变片和声发射等，但是这些实验技术难以检测全场应力分布和演化特征。光弹性测试作为一种经典的力学测试手段，因为其全场性和实时性的特点被广泛应用在力学分析中。随着技术的进步，具有暂时双折射性质的材料种类不断增多，可以根据不同的材料特性对于不同的工程背景制作模型进行实验。然而，光弹性测试受限于透明材料，对于非透明材料无法进行力学的实验测定。另外，光弹性测试还受限于光路中光学镜面的恒定角度，所以，采用光弹性测试方法难以实时分辨受载物体表面因受力而产生的光学干涉条纹，导致得到的受载物体的力学特性不明显。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了如下技术方案。

2、本专利技术第一方面提供了一种基于光弹-红外的全场应力同步测试实验系统，包括：智能光弹测试系统、红外测试系统、试件加载系统和同步控制系统；

3、所述试件加载系统用于本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于光弹-红外的全场应力同步测试实验系统，其特征在于，包括：智能光弹测试系统、红外测试系统、试件加载系统和同步控制系统；

2.如权利要求1所述的基于光弹-红外的全场应力同步测试实验系统，其特征在于，所述同步控制系统采用如下方法控制：每当所述试件加载系统对试件施加一次载荷，则所述智能光弹测试系统中的起偏镜和检偏镜的光轴位置以及第一四分之一波片和第二四分之一波片的快轴位置均转动五次，对应的高速CMOS相机采集光学干涉条纹五次，红外测试系统的红外热成像采集一次。

3.如权利要求2所述的基于光弹-红外的全场应力同步测试实验系统，其特征在于，所述智能光弹测试系统中的...

【技术特征摘要】

1.一种基于光弹-红外的全场应力同步测试实验系统，其特征在于，包括：智能光弹测试系统、红外测试系统、试件加载系统和同步控制系统；

2.如权利要求1所述的基于光弹-红外的全场应力同步测试实验系统，其特征在于，所述同步控制系统采用如下方法控制：每当所述试件加载系统对试件施加一次载荷，则所述智能光弹测试系统中的起偏镜和检偏镜的光轴位置以及第一四分之一波片和第二四分之一波片的快轴位置均转动五次，对应的高速cmos相机采集光学干涉条纹五次，红外测试系统的红外热成像采集一次。

3.如权利要求2所述的基于光弹-红外的全场应力同步测试实验系统，其特征在于，所述智能光弹测试系统中的起偏镜和检偏镜的光轴位置以及第一四分之一波片和第二四分之一波片的快轴位置转动五次包括：按照下表中的角度进行转动；

4.如权利要求1所述的基于光弹-红外的全场应力同步测试实验系统，其特征在于，所述试件加载系统包括加载装置和加载控制系统，所述加载装置上设置有夹具，所述夹具上安装有表面贴有光弹贴片材料的非透明岩石类固体材料的试件，所述加载控制系统用于控制所述加载装置通过所述夹具对试件施加载荷；所述同步控制系统控制所述加载控制系统对试件施加载荷的频率。

5.如权利要求1所述的基于光弹-红外的全场应力同步测试实验系统，其特征在于，所述智能光弹测试系统包括光弹测试光路、高速cmos相机、光弹图像分析系统、第一控制器、第二控制器和第三控制器；沿着所述光弹测试光路依次设置有白光光源、滤波片、起偏镜、第一四分之一波片、扩束镜、凸透镜、第二四分之一波片、检偏镜和准直镜；所述高速cmos相机用于接收准直镜的光信号并根据光信号输出光弹干涉图像发送...

【专利技术属性】
技术研发人员：王恩，陈露，殷帅峰，李英骏，康庆涛，康佳，张必星，
申请(专利权)人：华北科技学院中国煤矿安全技术培训中心，
类型：发明
国别省市：