1.復雜應力路徑下薄板變形過程應力應變測量裝置,其特征在于:它包括底座(1)、施力機構(3)、充液壓板(5)、上模板(6)、玻璃板(8)、階梯凹模(10)、壓力傳感器(11)、控制系統(tǒng)(12)、充液壓力系統(tǒng)(13)、動力系統(tǒng)(14)、CCD相機(9)、多個支撐塊(7)和多個連接桿(2);
所述底座(1)通過多根所述連接桿(2)與所述上模板(6)連接,所述階梯凹模(10)上加工有孔徑逐漸減小的漸縮孔,所述階梯凹模(10)的漸縮孔的小口所在的端面與所述上模板(6)的下表面固定連接,位于所述階梯凹模(10)下方的所述底座(1)上安裝有施力機構(3),所述施力機構(3)的輸出部固裝有所述充液壓板(5),所述充液壓板(5)與所述階梯凹模(10)的漸縮孔的大口端相對設置,所述上模板(6)上開設有與所述階梯凹模(10)的漸縮孔的小口貫通的觀測孔,所述上模板(6)的上表面安裝有多個所述支撐塊(7),多個所述支撐塊(7)上安裝有所述玻璃板(8);所述玻璃板(8)和所述上模板(6)水平布置;
所述上模板(6)的觀測孔正上方布置有所述CCD相機(9),所述充液壓板(5)上表面和所述階梯凹模(10)的漸縮孔的大口所在的端面之間密封布置有待測的薄板(15),所述薄板(15)上噴涂有隨機分布的散斑(16)的一板面朝向CCD相機(9)設置,所述動力系統(tǒng)(14)的液體介質出口和所述施力機構(3)的液體介質入口(3-3)連通,所述充液壓力系統(tǒng)(13)與所述充液壓板(5)的壓力介質入口(5-1)連通,所述充液壓力系統(tǒng)(13)的出口管道上安裝有用于檢測出口介質壓力的壓力傳感器(11),所述CCD相機(9)的圖像信號輸出端與所述控制系統(tǒng)(12)的圖像信號輸入端連接,所述壓力傳感器(11)的壓力信號輸出端與所述控制系統(tǒng)(12)的壓力信號輸入端連接,所述控制系統(tǒng)(12)用于處理輸入的圖像信息和壓力信息。
2.根據權利要求1所述復雜應力路徑下薄板變形過程應力應變測量裝置,其特征在于:所述復雜應力路徑下薄板變形過程應力應變測量裝置還包括轉接板(4),所述施力機構(3)的輸出部與所述充液壓板(5)之間布置有與二者連接的所述轉接板(4)。
3.根據權利要求1或2所述復雜應力路徑下薄板變形過程應力應變測量裝置,其特征在于:所述施力機構(3)為液壓式千斤頂或液壓缸。
4.根據權利要求3所述復雜應力路徑下薄板變形過程應力應變測量裝置,其特征在于:所述漸縮孔(10-3)的截面由多個大小不同的橢圓形截面構成。
5.根據權利要求1、2或4所述復雜應力路徑下薄板變形過程應力應變測量裝置,其特征在于:所述階梯凹模(10)的漸縮孔的大口所在的端面上固裝有一圈壓邊密封筋(10-2),充液壓板(5)的上表面上加工有與所述壓邊密封筋(10-2)匹配設置的一圈壓邊密封凹槽(5-2)。
6.根據權利要求5所述復雜應力路徑下薄板變形過程應力應變測量裝置,其特征在于:所述連接桿(2)的數量為四個,四個所述連接桿(2)沿所述底座(1)的周向均布設置。
7.復雜應力路徑下薄板變形過程應力應變測量方法,其特征在于:
步驟一、按實驗需要設計制作相應的階梯凹模(10),并按照實驗要求切割薄板(15);
步驟二、將薄板放置于充液壓板(5)上表面和階梯凹模(10)之間,在控制系統(tǒng)(12)的控制下通過電液伺服閥將動力系統(tǒng)(14)中液體介質通入到施力機構(3)中,施力機構(3)輸出部推動充液壓板(5)向階梯凹模(10)運動從而將薄板(15)壓緊密封;
步驟三、控制系統(tǒng)(12)控制充液壓力系統(tǒng)(13)經過壓力介質入口(5-1)向薄板(15)和充液壓板(5)之間通入壓力介質使薄板(15)向階梯凹模(10)方向脹形,隨著脹形的進行,薄板(15)與階梯凹模(10)接觸時受到模具的作用使得薄板(15)脹形時外輪廓形狀發(fā)生改變;
步驟四、壓力傳感器(11)采集薄板(15)與充液壓板(5)之間壓力介質的壓力值,CCD相機(9)記錄薄板(15)變形時散斑的變化;上述信息傳入到控制系統(tǒng)(12)經過分析處理得到薄板(15)在不同位置處的位移、應力、應變以及壓力介質的壓力信息;
步驟五、使薄板(15)發(fā)生穩(wěn)定且持續(xù)的脹形變形直至破裂,保存實驗數據,拆下實驗后變形的板材。
8.根據權利要求7所述復雜應力路徑下薄板變形過程應力應變測量方法,其特征在于:步驟二借用所述階梯凹模(10)上設置的壓邊密封筋(10-2)和所述充液壓板(5)上設置的壓邊密封凹槽(5-2)將薄板(15)壓住并密封。