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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111521312A(43)申请公布日2020.08.11(21)申请号202010381063.1G01B11/16(2006.01)(22)申请日2020.05.08G01B7/16(2006.01)(71)申请人中国工程物理研究院化工材料研究所地址621000四川省绵阳市绵山路64号申请人哈尔滨工程大学(72)发明人徐尧张建中张伟斌田野陶杰何荣芳宗和厚仇成军李丽(74)专利代理机构四川省成都市天策商标专利事务所51213代理人赵以鹏(51)Int.Cl.G01L5/00(2006.01)G01L1/24(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图4页(54)发明名称一种基于盲孔法标定光纤测量材料残余应力的方法(57)摘要本发明提出一种基于盲孔法标定光纤测量材料残余应力的方法。属于光纤测量技术领域。本发明的方法基于盲孔法测试原理,通过预先在周围布置的应变传感器来计算该位置附近的残余应力大小。再将待测材料放入测量材料表面形貌的橡胶底座中,得到材料表面的应变分布情况,结合盲孔法测试数据,得到残余应力与光纤测量材料表面形貌装置信号的对应关系。用以辅助基于光纤测量材料表面形貌装置测试残余应力进行残余应力定量测试及分析。CN111521312ACN111521312A权利要求书1/2页1.一种基于盲孔法标定光纤测量材料残余应力的方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤1:构建材料残余应力测量系统:材料残余应力测量系统包括标准具、应变传感器、橡胶底座、光纤传感器阵列、解调及数据处理系统,所述橡胶底座是一个方体橡胶实心结构,其上表面中间部分开设有一个与标准具相对应的凹槽,光纤传感器阵列布设在距凹槽表面一定深度处,光纤传感器阵列的光纤尾纤与解调及数据处理系统连接;步骤2.将标准具放入橡胶底座的凹槽中相互挤压接触,监测橡胶底座内光纤传感器阵列的测量值;步骤3.从橡胶底座中取出标准具,在标准具上选取钻孔位置,并在钻孔位置的一定距离上固定三个不同方向的应变传感器;步骤4.钻孔,分别记录钻孔前和钻孔后的应变值,将孔周围的应变传感器与标准具分离并清洁标准具表面;步骤5.计算标准具的孔位置的残余应力;步骤6.将开孔后的标准具放入橡胶底座中相互挤压接触,监测橡胶底座内光纤传感器阵列的测量值,并记录标准具钻孔前后放入橡胶底座中光纤传感器阵列的测量值信号变化测量值;步骤7.建立光纤传感器阵列的信号变化测量值与标准具钻孔位置测得的残余应力值的对应关系;步骤8.在标准具上选取不同位置钻孔测试并重复上述步骤1-步骤7,建立多次标定测试下光纤传感器阵列的信号变化与标准具钻孔测得残余应力值的对应关系库,即可将标准具替换为待测材料,通过光纤传感器阵列测量及建立的光纤传感器阵列的信号变化与标准具钻孔测得残余应力值的对应关系库得到待测材料的残余应力。2.根据权利要求1所述的一种基于盲孔法标定光纤测量材料残余应力的方法,其特征在于:步骤1中,所述光纤传感器阵列由多个光纤传感器串联而成。3.根据权利要求1所述的一种基于盲孔法标定光纤测量材料残余应力的方法,其特征在于:步骤3中,所述钻孔位置的选取规则为,钻孔位置与标准具边缘的距离大于孔直径的四倍,钻孔位置与已有孔心的距离大于孔直径的五倍,每次钻孔的大小和深度一致。4.根据权利要求1所述的一种基于盲孔法标定光纤测量材料残余应力的方法,其特征在于:步骤3中,所述应变传感器通过胶黏剂粘接固定。5.根据权利要求4所述的一种基于盲孔法标定光纤测量材料残余应力的方法,其特征在于:所述胶粘剂为速干胶或环氧树脂胶。6.根据权利要求1所述的一种基于盲孔法标定光纤测量材料残余应力的方法,其特征在于:步骤3中,所述应变传感器为光纤光栅传感器或电阻应变传感器。7.根据权利要求1所述的一种基于盲孔法标定光纤测量材料残余应力的方法,其特征在于:所述步骤5中,计算标准具的孔的残余应力的具体方法为,通过监测钻孔前后孔周围的应变传感器的应变变化值,将应变传感器的应变变化值带入盲孔法公式中得到标准具上孔附近的残余应力。8.根据权利要求1所述的一种基于盲孔法标定光纤测量材料残余应力的方法,其特征在于:所述步骤7中,建立光纤传感器阵列的信号变化测量值与标准具的孔位置测得的残余应力值的对应关系的方法为,将步骤5得到与孔位置最近的光纤传感器测点的信号变化量2CN111521312A权利要求书2/2页提出,并将此信号变化量与标准具上钻孔测得的残余应力对应并存入库中。9.根据权利要求1所述的一种基于盲孔法标定光纤测量材料残余应力的方法,其特征在于:所述标准具为一个半球状实心结构,力学性能与待测材料的相似,形状及尺寸与未受残余应力影响产生变形的待测材料相同。3CN111521312A说明书1/6页一种