引伸计的应用现状及发展趋势

引伸计作为微量线变形测量系统,被广泛应用于不同领域的科研与工业测试中。现有引伸计的种类、工作原理及精度不尽相同,因而存在难以准确有效地选择合适引伸计的问题。对机械式引伸计、电子引伸计、视频引伸计、激光引伸计、类条形码引伸计等各类引伸计的工作原理、应用现状及趋势进行了分析,以供相关工程技术人员参考。

螺纹钢性能测试视频引伸计研究

针对目前视频引伸计在实际应用中存在的做标记困难、标记在试验中容易发生脱落的问题,面向螺纹钢性能测试,研究了一套无需特殊人工标记,基于螺纹钢自身的纹理特征就可实现高精度位移跟踪测量的视频引伸计系统。介绍了视频引伸计测量系统的硬件组成、选型和基本工作原理。主要对所采用的图像匹配算法进行了研究,分析讨论了匹配模板位置和大小的选取、基于曲面拟合的亚像素定位算法以及动态测试中匹配模板的更新等问题。最后通过静态试验、刚性位移试验和动态试验验证了该视频引伸计系统能够保证测量的实时性和准确性。

全自动引伸计在超高强钢规定塑性延伸强度R_p测试中的应用

运用对比分析的方法比较人工装夹电子引伸计与全自动引伸计在超高强度钢Rp测试中的优劣,得出全自动引伸计在超高强钢规定塑性延伸强度Rp的测试中具有准确性高和重复性好的特点。

引伸计的过去和现在

通过对过去机械式引伸计(包括杠杆式引伸计、镜式引伸计、蝶式引伸计和球铰式引伸计)的介绍,说明了在材料拉伸试验过程中,为了扣除偏心拉伸的弯曲变形对试验结果的影响,一般都需要在拉伸试样的两侧各安装一只引伸计进行同时测量。对现在经常使用的电子引伸计(包括单侧电子引伸计、平均值引伸计、双侧电子引伸计、视频引伸计和自动引伸计)也一一进行了介绍,其中对于单侧使用电子引伸计的测量方法,笔者发表了不赞同的观点。笔者认为,未来的引伸计将向更加自动化、数字化和遥测遥控方向发展。

大变形引伸计校准结果的不确定度评定

大变形引伸计主要应用于橡胶、电线电缆等非金属拉伸试验,属于测量变形量的一种装置,一般同试验机配套使用。本文采用RENISHAW公司XL-80激光干涉仪对其进行校准,并对校准结果进行不确定度评定。

一种提高引伸计标定仪校准范围的方法

本文根据引伸计标定仪的结构特点,在原有基础上提出了一种可以提高引伸计标定仪校准范围的方法,并通过测量数据和相应的不确定度分析对此方法进行了验证。该方法有效的解决了测量范围在25~50mm内引伸计校准的技术难题,为使用部门和计量校准部门提供了一种全新的校准方法。

双侧电子引伸计的原理和误差分析

首先对单侧电子引伸计测量结果不稳定及误差较大的原因进行了分析,然后对双侧电子引伸计的测量原理进行了介绍,建立了斜线伸长量与拉伸试样轴向伸长量之间的关系,证明了双侧电子引伸计的测量结果不受偏心拉伸的影响,其系统误差很小甚至可以为零。

大量程引伸计校准装置

利用磁栅尺与数字图像技术相结合的方式,开发了一种针对大量程引伸计的校准装置。将所设计的校准装置与Renishaw公司的XL-80激光干涉仪同时对一台大量程引伸计进行校准。实验结果表明,所设计的大量程引伸计校准装置在25~500 mm测量范围内的最大允许误差为0.09%。最后,对校准装置的不确定度进行了分析。

0.5级引伸计示值误差的测量结果不确定度评定及符合性评价

针对引伸计示值误差的测量,详细介绍了使用我所研制的GSYB型引伸计标定仪对0.5级引伸计示值误差测量的测量结果不确定度以及其是否满足测量要求的符合性评价。

基于数字散斑相关方法的虚拟引伸计及其在岩石裂纹动态观测中的应用

基于数字散斑相关方法(DSCM)发展了一种虚拟引伸计测量方法。该方法通过DSCM测量的应变场识别和定位裂纹,然后"事后"在裂纹处虚拟地安装引伸计,再通过DSCM测量的位移场计算裂纹的张开量和错动量。给出了虚拟引伸计的原理和实现方法,并用实验验证了虚拟引伸计的可靠性,同时分析并标定出虚拟引伸计在实测中可达到0.1像素的分辨率。将虚拟引伸计应用于含未穿透预制裂纹(三维裂纹)的花岗岩试件的破坏实验中,根据虚拟引伸计测得的裂纹张开、错动情况,对试件破坏过程中不同裂纹的出现顺序以及裂纹类型进行了判断,同时对试件破坏的机制进行了简单分析。

视频引伸计标定装置设计及标定方法研究

视频引伸计被用于测量材料的变形,需要进行在线标定和校准,然而目前尚无相应的标准和校准规范的指导,针对此,设计了一种光栅式引伸计在线标定装置,主要由控制器、步进电机、机械传动机构、光栅位移传感器、显示器以及上标定板、下标定板组成。第三方校准结果显示,该装置标距标定板最大相对示值误差为0.07%(U=0.04%,k=2);光栅位移部分技术指标:小于等于1/3 mm时,绝对误差小于0.3μm(U=0.1μm,k=2),大于1/3 mm时,相对误差小于0.1%(U=0.04%,k=2),技术指标明显优于使用要求。用该装置对视频引伸计进行了重复性和稳定性验证实验,对标定结果评定了不确定度。结果表明:该装置技术指标完全满足视频引伸计的在线标定。

基于数字图像相关的光学引伸计应变测量精度研究

基于数字图像相关(DIC)方法的光学引伸计在应变测量领域有着广泛的应用。为了提高数字图像相关方法的测量精度,本文采用二维DIC与三维DIC的光学引伸计、基于双45°反射镜成像的二维光学引伸计以及电测法,对单轴拉伸试验中不锈钢试件的应变进行同时测量,比较分析了各个光学引伸计在测量轴向与横向应变方面的优劣以及误差产生的原因。实验结果表明:试件离面运动的存在大幅降低了普通二维光学引伸计的应变精度;基于双45°反射镜成像的二维光学引伸计可以有效消除离面刚体位移对测量结果的影响,其应变测量精度(尤其是横向应变精度)高于其他光学引伸计,且测量结果与电测法的测量结果高度吻合;三维DIC光学引伸计的横向应变精度明显不如轴向应变精度。

引伸计刀口对低周疲劳数据影响的试验研究

采用轴向应变控制方法,结合4种试验方案,在MTS809拉扭复合疲劳试验机上对18根试件进行拉压低周疲劳试验,对比研究引伸计刀口对低周疲劳失效位置、循环应力响应特征曲线、塑性应变能密度的影响以及消除引伸计刀口影响的最佳方案。结果表明:引伸计刀口对低周疲劳数据的有效性的确存在较大的影响,对试件存在一定的损伤。在试件与刀口接触处贴上透明胶是一种避免引伸计刀口损伤,提高试件有效利用率,并节约资源的有效办法。

应变式引伸计弹性元件的线性化研究

导出了两种结构形式应变式引伸计的位移量与应变量之间的关系式，从理论和实验两方面找到每种形式引仲计的最佳线性条件．

双激光杠杆/电测两用横向变形引伸计

】文中建议一种双激光杠杆／电测横向变形引伸计，运用光电结合方法，用于非金属材料长时间粘弹性泊松比测量，从０．０１ｓ～１０５ｓ以上的期间内能保证３位有效数字的测量精度，既适合短期内的拉压冲击测量，也可用于非金属材料老化的监测。

双侧和单侧电子引伸计的比较

分析和比较了单侧和双侧电子引伸仪测量原理及测量误差。指出,国内外使用的电子引伸计多数是测量拉伸试样单侧的变形,由于拉伸试样往往发生偏心拉伸,单侧测量的引伸计无法扣除偏心拉伸的影响,因而其测量结果极不稳定和产生比较大的误差。而设计的双侧电子引伸计,只用两个刀刃能测得试样的对称双侧变形的平均值,这样扣除了弯曲变形的影响而得到了纯粹拉伸伸长。

视频引伸计离面位移误差及校正方法

从外部震动、机械装配、图像处理等方面总结了视频引伸计的误差来源,着重研究了离面位移对测量精度的影响,提出了对应的校正方法。通过具体实验,确定了离面位移对测量误差的影响程度,验证了该校正方法的准确性,使视频引伸计的相对测量误差保持在0.5%之内,达到引伸计分级中的0.5级标准。

电子引伸计数据采集系统的设计

针对力学实验或生产加工的实际功能需求,以高性能单片机STC89C52RC为核心设计开发了1套电子引伸计微机数据采集系统。系统硬件电路以高精度斩波稳零型运算放大器TLC2652为信号放大芯片、以16位Σ-Δ型A/D转换芯片AD7705为模数转换器件,下位单片机程序采用Keil C51进行编写,系统上位机软件应用VB进行设计和开发。全套系统造价低、体积小、便携性好,测试实验表明该系统检测精度高、实时性好,能满足力学性能实验和生产加工现场的实际功能需求,具有较大的应用价值。

基于VC的引伸计数据采集处理软件的开发设计

对VisualC++6.0在事件通信编程方面的应用进行了探讨,并就实现PC机与引伸计串行通信中的数据采集处理进行了阐述。

电子引伸计的“反走”现象

介绍了用单侧电子引伸计绘制拉伸曲线时的"反走"现象,分析了"反走"现象的原因及带来的误差。提出用双侧电子引伸计绘制拉伸曲线能消除"反走"现象,得到准确的拉伸试验结果。