GB/T 12160-2019 金属材料 单轴试验用引伸计系统的标定

GB/T 12160-2019 金属材料 单轴试验用引伸计系统的标定
仅供个人学习
反馈
标准编号:
文件类型:.pdf
资源大小:1.8M
标准类别:机械标准
资源ID:202244
下载资源

标准规范下载简介

GB/T 12160-2019 金属材料 单轴试验用引伸计系统的标定

引伸计标称标距L。,可以通过将引伸计安装在一柔软的试样上(如铜片或纸板)使引伸计的刀刃在 试样上留下痕迹的方式进行测量,摘下引伸计测量标记之间的距离。 如果欲测量光学引伸计的标称标距,应使用在试样上做出时间间隔标记的装置。为了测量L。标 记间的距离可以由设备本身测得(例如通过使用测微计)。

图D.4L,/L的比率、夹具间的距离S和标称标距L。

21602019/IS09513.2

图D.5有两片刀刃和两个非平均传感器的引

JGJ/T 477-2018 装配式整体厨房应用技术标准D.6有两片刀刃和一个差分传感器的引伸计

图D.7有两个导向刀刃和两个测量传感器的引伸计

D.8有两片导向刀刃和一个差分传感器的引伸计

C型引伸计设置有两个可移动刀刃,并且两刀刃随着试样伸长而分开,伴随拉伸应力的增加,刀刃 24

C型引伸计设置有两个可移动刀刃,并且两刀刃随着试样伸长而分开,伴随拉伸应力的 24

GB/T12160—2019/ISO9513:2012

分别向两端移动而传感器依然在试件的中心。 刀刃的移动可以通过滚轴或通过由应变控制或移动横梁控制的伺服电机来控制

那么刀刃的位移等于S/2。测量基点的位移等于S/2。 如果引伸计被装夹在距标定器两夹具距离相等的位置,那么1,等于1.

D.4.2.1引伸计标称标距L,的确定

两刀刃和可移动基准点的

这种类型的引伸计通过组合 图D.10所示引伸计通过其弹簧片 散应变测量。超过一定的应变水

/T121602019/IS095

有关试验原理的规格和引伸计标称标距准确度见D.2.2和D.2.3。

型(参见图D.2)和B型引伸计的组合(参见图D.)

E型引伸计用来测量液压式试骗 械式试验机横梁的行程。由手传感器的位 变测量可能会被加载框架变形,力的加载或者力测量系统所误导

传感器被夹紧在装载装置的压盘上(参见图D.11),用于测量在压盘之间距离发生的变化。虽然 逛架的变形是不可能的,但如果压盘被弯曲则测量可能受到影响

标定程序见 D.6.2。

标定程序见 D.6.2。

标定程序见 D.6.2。

GB/T12160—2019/ISO9513:2012

图D.11用于压盘之间的应变测量传感器

E.1激光引伸计的工作原理

至少由两条条纹组成的一组编码条纹被印在被测试样上。 一束由旋转偏转器驱动的激光沿者试科 主轴线进行连续扫描。接收器将会检测到经由条纹漫射和反射到的激光信号(参见图E.1)

首先,需要测量偏转器的旋转速度。利用测量出的速度,结合激光信号穿过两条纹的时间,可以计 律出两条纹之间的距离。 在试验开始之前,首先测量各条纹(参见图E2间的基准标距。随着试验过程中应力的变化,测量 完码条纹之间的延伸或压缩量的百分比或绝对值

GB/T12160—2019/ISO9513:2012

若使用可视范围内的激光扫描仪,扫描的范围可以用自视调节。对手编码,用作对比的背景条 通过喷涂或粉末喷酒于指定距高

E.2标定可能性和对激光扫描仪的影响

基本上,和机械位移测量仪器的标定一样,激光引伸计可通过常规方法进行标定(量块、机械和光学 则量传感器、干涉测量法)。通过遂渐增加标定装置可调节两端(或一端固定,一端可调节)之间的距离, 以实现引伸计的标定。其中,每个固定端或可调节端至少设置个绢码条纹。测量误差是由扫描区 或中的位置的绝对或相对误差确定的。 除了这些静态误差,还有一系列由扫描器,接收器及其所处环境之间所产生的进一步影响。包括电 子设备的触发行为,编码标记的对比度、光源的稳定性、空气扰动和电磁感应的影响。可通过试样处于 无应力状态下扫描器所处的状态,对上述影响因素进行测量。在这种情况下,应对条纹位置测量的统计 学规律进行分析。整个测量系统的分布偏差宜不大于扫描器计时装置偏差的土1个单位。 扫描器的主要参数是其最大扫捕速率和激光束通过试样表面的速度。连同定时装置的频率及编码 条纹在应变方向的局部运动,共同构成了测量过程的动态误差。这些都可以通过计算确定并借助补

算法进行量小化修正。更多扫描原理产生的影响会在E.3和E.4说明。

E.3角度扫描类型的激光引伸计

E.3.1角度扫描的工作原理

图E.3角度扫描仪的工作原理

激光引伸计的角度扫描模式操作如下:在未拉伸试样表面标记至少两条(或一整组)的测量条纹。 发射的激光束照向(多边形)旋转反射镜的旋转中心,并辐射状地反射到试样表面。对于试样表面的标 记条纹,激光会以漫射的形式进行散射或以汇聚的形式进行反射。接收器通过分析得到未拉伸试样的 标距基准。随着试验的进行,可以测量得出由应力引起的标距段的长度变化(参见图E.3)。如果需要 的话,可在水平方向额外放置一个扫描设备,用以测量试样尺寸在横同的变化。对手角度扫描,试样应 保持水平并且测量时距试件的工作矩高应保持不变。

E.3.2角度扫描仪,测量值和准确度的影响

GB/T12160—2019/ISO9513:2012

图E.4角度扫描仪的测量值

图E5多条纹平行扫描

平行扫描类型的激光引伸计的工作原理如下:在未拉伸的试样表面标记至少两条或一整组的测量 条纹。发射的激光束照向旋转反射镜的旋转中心。在人口和出口,该激光束在两个相对的光学平面上 反射,从而产生了相应的相同折射角度。由于光学平面的旋转,激光束被偏转以平行于自身的角度射向 试样。对于试样表面的标记条纹,激光会以漫射的形式进行散射或以汇聚的形式进行反射。接收器分 析该光束,确定未拉伸试样的标距基准,在有几个标记点的情况下,确定在应力的影响下各标距段的变 化(参见图E.5)。如果需要的话,可在水平方向额外放置一个扫描设备,用以测量试样尺寸在厚度方向 的变化

GB/T12160—2019/ISO9513:2012

图E.6平行扫描的测量值

光学平面的边缘长度; 光学平面的折射率。 下列情况用于计算任何条纹的位置

F.1视频引伸计的工作原理

GB/T12160—2019/ISO9513:2012

一个视频引伸计系统包括至少一个光学系统摄像头和一个相应的图像处理系统(参见图F.1)。

试件表面沿加载轴线标记,有时也垂直地做两个参考标记(见图F.2)。这些标记可用彩色标记,或 者这些与背景对比强烈的标记,可以用彩色标记或者自粘胶标记。这些标记之间的对比参考边缘的距 离表示了初始长度,会受到拉伸或者挤压的影响而改变。在视频引伸计中,这种变化由一个或多个摄像 头监控,并通过快速处理的视频信号转换成拉 伸或压缩数据,然后保存并作为实验设置的目标数据。

GB/T12160—2019/ISO9513:2012

因为基本上只有儿行或列的芯片包含边缘 且输人开始位置,就可以把读数 在芯片上边界移动的区域。除了测量沿纵轴的边界位移,交叉的收缩可以在相同的时间顿测量。 利用高速信号处理器,可以测量两个边 个观测网格的主轴线上的变形。

F.2校准选项和视频引伸计的外界影响

出于标定时目的,可以使用常用的机械标定方法(量块、机板和光学传感器、十涉测量技术),从而设 置和测量离散位置的测量带。另外,可以使用机械性定义的作用于已知网格见举得试样上的点的“网格 元”。 用户应了解并控制影响测试精度的一系列影响因素。 第一个影响是摄像机的视野,其由镜头焦距和CCD芯片和试样之间的距离产生的。假设视场和芯 片平面重直于光轴,如果相机可以解析在焦平面上个位置,则其同样适用手测量范围,其中视场很 小,考虑图像的衍射极限并保持在其极限范围内很重要。 第二个影响和映射原理有关,由于试样在光轴方向的移动和图像到试样平面可能的倾斜。很难通 过试验检验,后者可能导致绝对长度或长度变化的测量错误,所以这可能和标准要求矛盾,但是原则上 允许正确的相对测量

CB/T12160—2019/ISO9513:2012

第三个影响可能来自相机或镜头的振动,其中因为映射比率,可能在焦平面上有非常大的影响,同 时试样的运动会减少影响。 在测量像素光照振幅强度的时候,测量过程中使用所谓的像素间插值,基于定义的参考边缘的单个 象素之间的光强产生。由于这个原因,测试件应采用人工光照,不随光源与时间变化。对宇始终随时间 变化的附加光线,应排除在试样和相机之外。试样应被直流或者高频交流供电的光源照射,直只有散射 光漫射而没有直接反射。 操作员不应该穿浅色衣服并且在实验过程中尽量少行动来避免对相机光学系统的干扰。还应须注 意,在试验期间要保持相机组件的温度恒定,否则CCD芯片的特性曲线将由于CCD芯片的量子效率的 变化而改变。 有些外部影响因素,可以通过控制试样的所有操作元素只改变一个变量观察测量信号的漂移来定 量检测。 除了考上述的环境影响,注意记录系统的动态行为和试样的变形也很重要。应保证变形的速度 和光积分时间成比例,保证对试样的变形运动不随时间在焦平面变得模糊。 通过视线观察如果已知确定的双条纹中的一条穿过被测区域是特别有效的

应变测量是对试样受到应力作用的表面上的“平

GB/T12160—2019/ISO9513:2012

附录G (资料性附录) 全场应变测量视频引伸计

传统的引伸计测量延伸长度(标距)的总位移,全场应变测量方法测量表面上多个点的正交和剪切 应变分量的值。 常用的技术是非接触式光学,一些技术能够被扩展到同时测量“平面内”应变和“平面外”位移和 形状。 计算一个应变场所需的处理量以及产生的数据量意味着这些系统不产生“实时”的结果;通常一个 试验期间多个图像被捕获,而这些都是通过"后处理”产生应变场数据。 当测量全场应变时,总是在“空间分辨率”,即在所确定应变值处点的密度和应变值的分辨率之间 作出折中,通过对多个相邻点应变值取平均降低了空间分辨率将提高应变值的分辨率。

G.3.1数字图像相关(DIC)

数学图像相关是一种依靠存在于试样表面对比鲜明的随机图形的图像处理技术。图像捕获设备通 常需要个CCD相机,如原子力显微镜和扫描电镜等图像捕提设备也可以使用。 该技术比较不同时间获得的试样的两个图像。例如,一张变形前,一张变形后,为了产生表面的位 移图,从图像中选出子图像并使用互相关算法进行比较,再进一步处理得到2D应变场的数据。 数学图像的相关性采用不相干(百光)照明。随机图案可以多种方式投影到表面。一些材料具有自 然的纹理,可以直接使用,或通过使用对比鲜明的介质应用于随机图形。 如果使用多台摄像机在记录,则有可能生成3D形状和进行变形测量,

电子散斑于涉法从两个方向使用相干激光照射试样以便在试样表面产生包含有干涉条纹的散斑图 样,图形利用CCD相机拍摄。图像分析提供了关于位移矢量全场的信息。根据使用ESPI系统的具体 光学系统可以独立地检测出在平面内和平面外的位移。位移场可以被处理以获得完整的场应变图。

光弹性应力分析通过由透明材料暂时双折射效应表征应变,当这种材料在偏振光下观察到的条纹, 与应变的方向和大小有关。该技术对处在投射状态下的透明材料可以直接应用。可以更广泛地采用反 射光弹性技术。使用透明聚合物涂层粘接到一个不透明的对象上,并作为应变的证明。 光弹性条纹可以用偏光镜来观察并用数码相机记录,使用数字处理的方法进行分析

几何条纹是白光技术(即它不要求相干照明)TB 10062-2018 铁路驼峰及调车场设计规范,其依赖于比较载荷作用下附着在试样上的栅格和 形的参考来确定全场应变。由光栅产生的莫尔条纹,通常情况下使用CDD相机记录。条纹的移动 了试样表面垂直于条纹方向的平面内位移信息。之后对位移场进行数值化区分,以获取2D应变图

G.3.5光栅(条纹)干涉

光栅干涉在原理上与几何条纹类似,但由于光栅在尺度上要小得多,是一个更敏感的技术。光栅干 涉法采用相干激光照射表面连同个高频光栅图形的试样。形成莫尔条纹并用CDD记录。条纹的移 动提供了试样表面垂直于条纹方向的平面内位移信息。当从不同方向对试样进行照射时,可以得到关 于平面内位移矢量的全场信息。对位移场进行数值化区分以得到应变,

G.4全场应变测量系统的标定

全场应变测量系统的复杂性和产生的大量数 套这此系统的各个方面不能用需规的中伸 方法来验证。但是SL 759-2018 径流实验观测规范,可以通过处理全场应变得到试样上两点之间的总的轴向应变。这个值可以 过常规引伸计产生的值进行对比,可以应用常规的引伸计标定方法。 对不同类型全场应变测量系统的标定方法在参考文献13至[20概述

横梁测量系统的标定主要可根据在本标准中描述的相同步骤进行。 标距的测量可以省略。 其起始点应记录在标定证书中。 试验机的刚度是力和试验系统变形之比。包括试验机的框架、应变施加机构、测力装置以及试样的 夹持和固定装置。对于“软”的试验机,驱动速率不一定与夹具分离速率相同。因此,未经标定的横梁移 动距离不应用作试样伸长的测量值。因此,应优先选择高刚度试验机以使夹具的分离速度和测量的准 确度(有需要的话)都能符合ISO5893和ASTME2309的要求。

GB/T12160—2019/ISO95132012

©版权声明
相关文章