一种疲劳测试件测试系统及其控制方法与流程

本申请涉及疲劳测试，特别是涉及一种疲劳测试件测试系统及其控制方法。

背景技术：

1、在研究疲劳测试件的裂纹变化机制与温度变化关系时，需通过测温仪器采集疲劳测试件在不同载荷疲劳试验过程中的温度变化。目前，在研究疲劳测试件的裂纹变化机制与温度变化关系时，往往采用红外测温等非接触式测温方式进行单点测温，但是单点测温存在采样信息不够全面的缺点，且红外测温等非接触式测温方式的测温精度受到环境温度与环境湿度的影响。

2、由于材料的断裂过程涉及局部能量的快速释放，与断裂位置及附近位置的温度变化信息相关，不同载荷的疲劳试验中的材料断裂机制以及材料断裂机制与断裂位置温度变化间的关系需要进一步研究，裂纹的建模与仿真需要丰富的试验数据提高精度。

3、因此，目前亟需一种能够详细采集多种数据的测试系统。

技术实现思路

1、基于上述问题，本申请提供了一种一种疲劳测试件测试系统及其控制方法，能够采集多种数据。

2、本申请实施例公开了如下技术方案：

3、第一方面，本申请实施例提供了一种疲劳测试件测试系统，所述测试系统包括：

4、疲劳试验机、疲劳测试件、多个接触式温度传感器、多通道温度测试仪、裂纹数据采集设备以及数据存储处理设备；

5、所述多个接触式温度传感器粘贴在所述疲劳测试件的中间位置，通过所述多通道温度测试仪与所述数据存储处理设备相连；

6、所述疲劳试验机用于对安装于所述疲劳试验机上的疲劳测试件进行疲劳试验；

7、所述裂纹数据采集设备用于对疲劳测试件的裂纹数据进行采集。

8、可选的，所述数据存储处理设备，包括：

9、装有采样与数据处理系统的电脑，用于保存和读取所述多通道温度测试仪通过所述多个接触式温度传感器采集的多点温度变化数据，以及所述裂纹数据采集设备采集的裂纹变化数据。

10、可选的，所述裂纹数据采集设备，包括：

11、光学扫描仪和/或摄像头；

12、所述光学扫描仪，用于获取所述疲劳测试件的裂纹扫描数据；

13、所述摄像头，用于获取所述疲劳测试件的裂纹变化图像信息。

14、可选的，所述摄像头的分辨率高于1080p，横向像素大于1920，纵向像素大于1080。

15、可选的，所述多个接触式温度传感器粘贴在所述疲劳测试件一侧的中间位置，所述裂纹数据采集设备放置于所述疲劳测试件的另一侧，用于对所述疲劳测试件的另一侧的裂纹数据进行采集。

16、可选的，所述接触式温度传感器的测温精度为，测温误差低于0.1℃。

17、可选的，所述测试系统还包括：

18、支撑器，用于稳定所述裂纹数据采集设备。

19、另一方面，本申请实施例还提供了一种疲劳测试件测试系统控制方法，用于控制上述疲劳测试件测试系统，所述方法包括：

20、在疲劳测试件上粘贴多个接触式温度传感器；

21、将所有温度传感器通过导线与多通道温度测试仪相连接；

22、将疲劳测试件安装在疲劳试验机上，通过疲劳试验机的夹持装置固定疲劳测试件；

23、在疲劳试验机附近放置裂纹数据采集设备，调整所述裂纹数据采集设备，使所述裂纹数据采集设备能够采集到疲劳测试件的应力集中部位，以清晰记录疲劳试验全过程中疲劳测试件表面的裂纹变化情况，获取裂纹变化数据；

24、将所述裂纹数据采集设备和所述多通道温度测试仪均与数据存储处理设备相连接；

25、启动所述裂纹数据采集设备和所述多通道温度测试仪；

26、启动所述数据存储处理设备，通过所述数据存储处理设备保存与读取各设备获取的温度变化数据、裂纹变化数据；

27、设定载荷工况后启动疲劳试验机，进行疲劳试验；

28、在疲劳测试件断裂时，结束疲劳试验。

29、可选的，所述在疲劳测试件上粘贴多个接触式温度传感器，包括：

30、将多个接触式温度传感器通过不同的排布方式粘贴在疲劳测试件的中间位置；

31、通过多次试验的数据采集结果选取较优的排布方式；

32、在疲劳测试件上以所述较优的排布方式粘贴多个接触式温度传感器。

33、可选的，在所述裂纹数据采集设备包括摄像头和光学扫描仪，且所述裂纹数据采集设备通过三角架进行稳定时，所述在疲劳试验机附近放置裂纹数据采集设备，调整所述裂纹数据采集设备，使所述裂纹数据采集设备能够采集到疲劳测试件的应力集中部位，以清晰记录疲劳试验全过程中疲劳测试件表面的裂纹变化情况，获取裂纹变化数据，包括：

34、在疲劳试验机附近放置通过三角架固定的摄像头，调整三脚架和摄像头的镜头，使摄像头的镜头对准疲劳测试件的应力集中部位，以清晰记录疲劳试验全过程中疲劳测试件表面的裂纹变化情况，获取裂纹变化的图像数据；

35、在靠近疲劳测试件的位置放置带三角架的光学扫描仪，调整三角架与扫描仪的位置，在疲劳试验全过程中通过光学扫描仪对疲劳测试件的应力集中部位进行扫描，以获取试验过程中疲劳测试件表面的裂纹变化扫描数据。

36、相较于现有技术，本申请具有以下有益效果：

37、本申请实施例提供的一种疲劳测试件测试系统，包括：疲劳试验机、疲劳测试件、多个接触式温度传感器、多通道温度测试仪、裂纹数据采集设备以及数据存储处理设备；所述多个接触式温度传感器粘贴在所述疲劳测试件的中间位置，通过所述多通道温度测试仪与所述数据存储处理设备相连；所述疲劳试验机用于对安装于所述疲劳试验机上的疲劳测试件进行疲劳试验。通过使用多个接触式温度传感器进行温度采集，能够更为精确地得到疲劳测试件在疲劳试验时应力集中部位附近的温度变化数据，并且利用裂纹数据采集设备能够采集到疲劳测试件在疲劳试验时的裂纹变化数据，从而能够利用这些数据进一步研究不同载荷的疲劳试验中的材料断裂机制以及材料断裂机制与断裂位置温度变化间的关系，以及可以利用这些数据更为精确的进行裂纹的建模与仿真。

技术特征：

1.一种疲劳测试件测试系统，其特征在于，所述测试系统包括：

2.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述数据存储处理设备，包括：

3.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述裂纹数据采集设备，包括：

4.根据权利要求3所述的测试系统，其特征在于，所述摄像头的分辨率高于1080p，横向像素大于1920，纵向像素大于1080。

5.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述多个接触式温度传感器粘贴在所述疲劳测试件一侧的中间位置，所述裂纹数据采集设备放置于所述疲劳测试件的另一侧，用于对所述疲劳测试件的另一侧的裂纹数据进行采集。

6.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述接触式温度传感器的测温精度为，测温误差低于0.1℃。

7.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述测试系统还包括：

8.一种疲劳测试件测试系统控制方法，其特征在于，用于控制权利要求1-7任一项所述的疲劳测试件测试系统，所述方法包括：

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述在疲劳测试件上粘贴多个接触式温度传感器，包括：

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述裂纹数据采集设备包括摄像头和光学扫描仪，且所述裂纹数据采集设备通过三角架进行稳定时，所述在疲劳试验机附近放置裂纹数据采集设备，调整所述裂纹数据采集设备，使所述裂纹数据采集设备能够采集到疲劳测试件的应力集中部位，以清晰记录疲劳试验全过程中疲劳测试件表面的裂纹变化情况，获取裂纹变化数据，包括：

技术总结
本申请公开了一种疲劳测试件测试系统及其控制方法，所述测试系统包括：疲劳试验机、疲劳测试件、多个接触式温度传感器、多通道温度测试仪、裂纹数据采集设备以及数据存储处理设备；所述多个接触式温度传感器粘贴在所述疲劳测试件的中间位置，通过所述多通道温度测试仪与所述数据存储处理设备相连；所述疲劳试验机用于对安装于所述疲劳试验机上的疲劳测试件进行疲劳试验。通过使用多个接触式温度传感器进行温度采集，能够更为精确地得到疲劳测试件在疲劳试验时应力集中部位附近的温度变化数据，并且利用裂纹数据采集设备能够采集到疲劳测试件在疲劳试验时的裂纹变化数据。

技术研发人员：张仕朝,姚建尧,李旭东,刘许旸,苏彬
受保护的技术使用者：中国航发北京航空材料研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16