【摘要】：極端復(fù)雜環(huán)境下材料的多場(chǎng)性能及力學(xué)變形測(cè)量是當(dāng)前實(shí)驗(yàn)技術(shù)研究領(lǐng)域面臨的基礎(chǔ)難題與挑戰(zhàn)。數(shù)字圖像相關(guān)(Digital image correlation DIC)方法是通過圖像區(qū)域的相關(guān)性來獲取、分析物體位移、應(yīng)變等力學(xué)量的一種光學(xué)測(cè)試方法,其具有非接觸、全場(chǎng)以及抗電磁干擾等顯著優(yōu)點(diǎn)近年來備受關(guān)注�；贒IC測(cè)試方法,本文開展了低溫環(huán)境下材料的斷裂特性及超導(dǎo)帶材過載流失超現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)研究。首先,針對(duì)典型的斷裂力學(xué)基本問題——帶有中心裂紋的巴西圓盤,開展了圓盤徑向壓縮下的斷裂實(shí)驗(yàn)研究�；贗型裂紋的應(yīng)力強(qiáng)度理論,并結(jié)合DIC測(cè)試圖像,獲得了圓盤變形特征以及裂紋尖端處的應(yīng)力強(qiáng)度因子等,實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果與經(jīng)典理論預(yù)測(cè)結(jié)果吻合良好,驗(yàn)證了DIC測(cè)試方法在結(jié)構(gòu)斷裂測(cè)試中的有效性。其次,為了實(shí)現(xiàn)可視化的低溫測(cè)試環(huán)境,自主試制了可視化低溫測(cè)試杜瓦(基于熱傳導(dǎo)冷卻模式,可實(shí)現(xiàn)293K~77K變溫),采用DIC測(cè)試方法,開展了帶有單邊裂紋的金屬銅帶材的力學(xué)拉伸實(shí)驗(yàn)研究,測(cè)量了其低/變溫環(huán)境下的力學(xué)行為(包括全場(chǎng)位移、應(yīng)變等)與溫度的依賴關(guān)系等,分析獲得了其裂紋尖端處的應(yīng)力強(qiáng)度因子等斷裂特性。進(jìn)一步地,基于有限元軟件Comsol,對(duì)上述實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行了相應(yīng)的數(shù)值仿真研究,獲得的定量仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果吻合良好。最后,基于非接觸的DIC測(cè)試方法,開展了高溫超導(dǎo)帶材過電流失超情形下的力學(xué)特性研究,獲得了超導(dǎo)帶材從超導(dǎo)態(tài)到正常態(tài)演化過程中的全場(chǎng)應(yīng)變?cè)茍D。結(jié)果表明:DIC測(cè)試方法能夠清晰、直觀地呈現(xiàn)高溫超導(dǎo)帶材整個(gè)失超過程中應(yīng)變的變化特征,并有望成為一種基于全場(chǎng)應(yīng)變的超導(dǎo)結(jié)構(gòu)失超非接觸檢測(cè)新方法。通過將失超發(fā)生時(shí)的應(yīng)變信號(hào)與電壓測(cè)試信號(hào)進(jìn)行對(duì)比和分析,提出了全場(chǎng)應(yīng)變判斷失超的臨界判據(jù)�？紤]到理想超導(dǎo)帶材過電流失超發(fā)生時(shí)其失超觸發(fā)位置具有隨機(jī)性,我們采用中心開洞的超導(dǎo)帶材進(jìn)行了過電流失超實(shí)驗(yàn)。研究結(jié)果表明:失超發(fā)生時(shí)圓孔附近的應(yīng)變先增大,并逐漸向周邊傳播,該方法能夠直觀地表征其失超傳播的特性。本文的實(shí)驗(yàn)研究與探索可望為超導(dǎo)材料低溫多場(chǎng)下力學(xué)性能測(cè)試,特別是超導(dǎo)失超過程中的全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)試提供一種新的方法與技術(shù)。
【圖文】：

2-2[77] 中可以看出，一待測(cè)點(diǎn) Q 處于 OW坐標(biāo)系中，在左、右相機(jī)，三維圖像相關(guān)方法就是通過左相機(jī)的 p 點(diǎn)與右相機(jī)的 p′′點(diǎn)坐標(biāo)。三維空間點(diǎn) Q 在 OS坐標(biāo)系上的投影，可表示為11wwwxuRys v At z = ]Tw wy z為 Q 點(diǎn)在 OW坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，[ ]Tu v為 Q 點(diǎn)在 為任意的比例系數(shù)。t 與 R 分別是 OW坐標(biāo)系到 OS坐標(biāo)系的換矩陣。A 是攝像機(jī)固有參數(shù)的矩陣，具體形式如下：0000 0 1uA vα γβ =

所示，，從圖中可
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：O511.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2654388