CN102156222B - 一种材料在高应变率状态下的力阻效应测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种材料在高应变率状态下的力阻效应测量方法，用飞片打击垫片，静动态测阻仪得到被测材料在一个时间段内的电压信号，锰铜压阻应力仪得到被测材料在一个时间段内的电压信号，通过公式转换，即得到被测材料的电阻-时间关系曲线和压力-时间关系曲线，最后得到压力-电阻关系曲线，其优点是在外部环境载荷剧烈变化时，实现高应变率下对材料动态力阻效应的测量，得到高应变率状态下的材料压力-电阻之间的关系。
Description
技术领域
本发明涉及一种测量材料电阻的方法，尤其是涉及一种材料在高应变率状态下的力阻效应测量方法。
背景技术
随着航天航空事业的飞速发展，对轻质材料且具有屏蔽功能的新型材料的研究不断深入，科研工作人员把目光投入到导电高聚物身上。在高聚物材料中加入导电颗粒后，形成导电高聚物，研究它们的导电性能对研究材料高应变率下作用时导电性能内在机理有很重要的意义。
在极短时间内，外加冲击荷载、温度骤变等急剧变化时，被测材料的电阻会出现一个极快且极大的变化量，这是材料的动态力阻效应。现有的测阻仪主要用于材料静态电阻的测量，申请日为2010年10月25日的中国专利申请号为201010517682.5的发明专利申请说明书公开了“一种测量材料静态阻值和动态变化阻值的仪器及测量方法”，既可以测量外界环境急剧变化时的材料动态变化阻值，也可以测量外界环境急剧变化时的材料静态阻值。测量材料静态阻值和动态变化阻值的仪器简称为静动态测阻仪。
在高速冲击作用下，研究材料的高应变率下力阻效应，需要测定材料的力学性能和导电性能。目前还没有相关的专利文献披露能测量材料在高应变率状态下的力阻效应测量方法。高应变率就是应变率为103~105s-1的范围，这样作用的时间已经非常之短，在微妙数量级了。目前采用探针来记录时间，操作比较复杂，容易产生人为误差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种材料在高应变率状态下的力阻效应测量方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种材料在高应变率状态下的力阻效应测量方法，其特征在于具体步骤如下：
步骤一：先将纯银导电漆均匀平整地涂抹在被测材料的两表面，形成第一纯银导电漆层和第二纯银导电漆层，等待干燥；
步骤二：用胶水将锰铜计力传感器固定在垫片上，然后将被测材料上的第一纯银导电漆层紧靠在垫片上，用胶水将垫片与第一纯银导电漆层之间的间隙填满；
步骤三：选取四根直径为0.2mm～0.4mm的绝缘漆铜导线，分别为第一导线、第二导线、第三导线和第四导线，将第一导线作为第一纯银导电漆层的引线，将第二导线作为第二纯银导电漆层的引线，将第三导线和第四导线作为锰铜计力传感器的引线；
步骤四：将垫片与靶盘用环氧胶粘接在一起；
步骤五：将第一导线和第二导线与静动态测阻仪连接，将第三导线和第四导线与锰铜压阻应力仪连接，然后将静动态测阻仪与动态数字存储器连接，将锰铜压阻应力仪与动态数字存储器连接；
步骤六：用飞片打击垫片，用激光测速仪记录飞片飞行的速度，静动态测阻仪得到被测材料在一个时间段内的电压信号，锰铜压阻应力仪得到被测材料在一个时间段内的电压信号，通过公式转换，即得到被测材料的电阻-时间关系曲线和压力-时间关系曲线，最后得到压力-电阻关系曲线。
所述的步骤二中的被测材料的直径大于垫片的直径，当被测材料上的第一纯银导电漆层紧靠在垫片后，第一纯银导电漆层露出导电环区域；将步骤三中的第一导线用胶水粘在导电环区域上。
所述的激光测速仪包括激光发射端和激光接收端，激光接收端共有四个接收端子，包括第一接收端子、第二接收端子、第三接收端子和第四接收端子，激光发射端包括四个发射端子，包括第一发射端子、第二发射端子、第三发射端子和第四发射端子，第一发射端子和第一接收端子正对应构成第一信号通道，第二发射端子和第二接收端子正对应构成第二信号通道，第三发射端子和第三接收端子正对应构成第三信号通道，第四发射端子和第四接收端子正对应构成第四信号通道，飞片经过会依次挡住第一信号通道、第二信号通道、第三信号通道和第四信号通道，激光测速仪会记录飞片经过各信号通道的时刻，同时可测量各信号通道之间的距离，即可计算出飞片飞行的速度。
与现有技术相比，本发明的优点是在外部环境载荷剧烈变化时，实现高应变率下对材料动态力阻效应的测量，得到高应变率状态下的材料压力-电阻之间的关系。静动态测阻仪可以实现动态荷载作用测量材料电阻的变化，也可以进行静态时电电阻的测量。可测材料的电阻的范围贯穿了低阻和高阻的范围。
采用激光测速仪可以精确地测出飞片的速度，使测量数据更加准确。
附图说明
图1为力阻效应测量装置的结构图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
一种材料在高应变率状态下的力阻效应测量方法，具体步骤如下：
步骤一：先将纯银导电漆均匀平整地涂抹在被测材料5的两表面，形成第一纯银导电漆层1和第二纯银导电漆层2，等待干燥；
步骤二：用胶水将锰铜计力传感器3固定在垫片4上，然后将被测材料5上的第一纯银导电漆层1紧靠在垫片4上，用胶水6将垫片4与第一纯银导电漆层1之间的间隙填满；
步骤三：选取四根直径为0.2mm～0.4mm的绝缘漆铜导线，分别为第一导线、第二导线、第三导线和第四导线，将第一导线作为第一纯银导电漆层1的引线，将第二导线作为第二纯银导电漆层2的引线，将第三导线和第四导线作为锰铜计力传感器3的引线；
步骤四：将垫片4与靶盘7用环氧胶8粘接在一起；
步骤五：将第一导线和第二导线与静动态测阻仪9连接，将第三导线和第四导线与锰铜压阻应力仪10连接，然后将静动态测阻仪9与动态数字存储器连接，将锰铜压阻应力仪10与动态数字存储器连接；
步骤六：用飞片12打击垫片4，用激光测速仪记录飞片飞行的速度，静动态测阻仪9得到被测材料5在一个时间段内的电压信号，锰铜压阻应力仪10得到被测材料5在一个时间段内的电压信号，通过公式转换，即得到被测材料5的电阻-时间关系曲线和压力-时间关系曲线，最后得到压力-电阻关系曲线。
所述的步骤二中的被测材料5的直径大于垫片4的直径，当被测材料5上的第一纯银导电漆层1紧靠在垫片后，第一纯银导电漆层1露出导电环区域；将步骤三中的第一导线用胶水粘在导电环区域上。
激光测速仪包括激光发射端13和激光接收端14，激光接收端14共有四个接收端子，包括第一接收端子15、第二接收端子16、第三接收端子17和第四接收端子18，激光发射端13包括四个发射端子，包括第一发射端子19、第二发射端子20、第三发射端子21和第四发射端子22，第一发射端子19和第一接收端子15正对应构成第一信号通道，第二发射端子20和第二接收端子16正对应构成第二信号通道，第三发射端子21和第三接收端子17正对应构成第三信号通道，第四发射端子22和第四接收端子18正对应构成第四信号通道，飞片经过会依次挡住第一信号通道、第二信号通道、第三信号通道和第四信号通道，激光测速仪会记录飞片经过各信号通道的时刻，同时可测量各信号通道之间的距离，即可计算出飞片飞行的速度。
Claims (3)
1.一种材料在高应变率状态下的力阻效应测量方法，其特征在于具体步骤如下：
步骤一：先将纯银导电漆均匀平整地涂抹在被测材料的两表面，形成第一纯银导电漆层和第二纯银导电漆层，等待干燥；
步骤二：用胶水将锰铜计力传感器固定在垫片上，然后将被测材料上的第一纯银导电漆层紧靠在垫片上，用胶水将垫片与第一纯银导电漆层之间的间隙填满；
步骤三：选取四根直径为0.2mm～0.4mm的绝缘漆铜导线，分别为第一导线、第二导线、第三导线和第四导线，将第一导线作为第一纯银导电漆层的引线，将第二导线作为第二纯银导电漆层的引线，将第三导线和第四导线作为锰铜计力传感器的引线；
步骤四：将垫片与靶盘用环氧胶粘接在一起；
步骤五：将第一导线和第二导线与静动态测阻仪连接，将第三导线和第四导线与锰铜压阻应力仪连接，然后将静动态测阻仪与动态数字存储器连接，将锰铜压阻应力仪与动态数字存储器连接；
步骤六：用飞片打击垫片，用激光测速仪记录飞片飞行的速度，静动态测阻仪得到被测材料在一个时间段内的电压信号，锰铜压阻应力仪得到被测材料在一个时间段内的电压信号，通过公式转换，即得到被测材料的电阻-时间关系曲线和压力-时间关系曲线，最后得到压力-电阻关系曲线。
2.根据权利要求1所述的一种材料在高应变率状态下的力阻效应测量方法，其特征在于所述的步骤二中的被测材料的直径大于垫片的直径，当被测材料上的第一纯银导电漆层紧靠在垫片后，第一纯银导电漆层露出导电环区域；将步骤三中的第一导线用胶水粘在导电环区域上。
3.根据权利要求1所述的一种材料在高应变率状态下的力阻效应测量方法，其特征在于所述的激光测速仪包括激光发射端和激光接收端，激光接收端共有四个接收端子，包括第一接收端子、第二接收端子、第三接收端子和第四接收端子，激光发射端包括四个发射端子，包括第一发射端子、第二发射端子、第三发射端子和第四发射端子，第一发射端子和第一接收端子正对应构成第一信号通道，第二发射端子和第二接收端子正对应构成第二信号通道，第三发射端子和第三接收端子正对应构成第三信号通道，第四发射端子和第四接收端子正对应构成第四信号通道，飞片经过会依次挡住第一信号通道、第二信号通道、第三信号通道和第四信号通道，激光测速仪会记录飞片经过各信号通道的时刻，同时可测量各信号通道之间的距离，即可计算出飞片飞行的速度。
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