CN107402158A - 提高直流电位降裂纹扩展速率测量精度的反转电流方法 - Google Patents

提高直流电位降裂纹扩展速率测量精度的反转电流方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107402158A
CN107402158A CN201710601210.XA CN201710601210A CN107402158A CN 107402158 A CN107402158 A CN 107402158A CN 201710601210 A CN201710601210 A CN 201710601210A CN 107402158 A CN107402158 A CN 107402158A
Authority
CN
China
Prior art keywords
relay
terminals
current
growth rate
measurement accuracy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710601210.XA
Other languages
English (en)
Inventor
董立谨
彭群家
韩恩厚
柯伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Metal Research of CAS
Original Assignee
Institute of Metal Research of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Metal Research of CAS filed Critical Institute of Metal Research of CAS
Priority to CN201710601210.XA priority Critical patent/CN107402158A/zh
Publication of CN107402158A publication Critical patent/CN107402158A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/02—Details
    • G01N3/06—Special adaptations of indicating or recording means
    • G01N3/066—Special adaptations of indicating or recording means with electrical indicating or recording means

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

本发明涉及一种提高直流电位降裂纹扩展速率测量精度的反转电流方法，可提高直流电位法测量紧凑拉伸试样裂纹长度的精度。该方法使用四个继电器实现直流电源输出电流的反转，通过计算机控制四个继电器的开闭，由纳伏微欧表测量反转前的电流和反转后的电流，将两个电压值相减，求得校正后试样初始电压值。当试样中裂纹扩展后，再次测量校正后的试样电压值，从而计算得出紧凑拉伸试样的当前裂纹长度。本发明反转电流的方法，消除热电势，提高了高温环境中直流电位法测量裂纹长度的精度。

Description

提高直流电位降裂纹扩展速率测量精度的反转电流方法
技术领域
本发明涉及一种提高直流电位降裂纹扩展速率测量精度的反转电流方法，可提高直流电位法测量紧凑拉伸试样裂纹长度的精度。
背景技术
在裂纹扩展研究中，裂纹长度的测量时获取裂纹扩展速率的关键技术。其中电位法可实现计算机控制的自动测量。中国国家标准GB/T 6398-2000给出直流电位方法，并指出该方法受到热电势的影响。在高温环境中，传统直流电位法精度大大降低，但可通过反转电流消除热电势，提高测量精度。
发明内容
针对直流电位法存在的不足，本发明的目的在于一种提高直流电位降裂纹扩展速率测量精度的反转电流方法，以提高使用直流电位法测量材料裂纹长度的精度。
本发明的技术解决方案是：
一种提高直流电位降裂纹扩展速率测量精度的反转电流方法，该方法使用四个继电器实现输出电流的反转，具体步骤如下：
步骤一，将直流电源的电流输出端正极连接至继电器一的接线端a，负极连接至继电器二的接线端a；继电器三的接线端a与继电器一的接线端a相连，继电器四的接线端a与继电器二的接线端a相连，继电器三的接线端b与继电器二的接线端b相连，继电器四的接线端b与继电器一的接线端b相连接；
步骤二，将导线分别从继电器一的接线端b和继电器二的接线端b引出，并分别点焊至紧凑拉伸试样的上表面和下表面；
步骤三，将导线点焊至紧凑拉伸试样侧面切口的对角线位置并连接至纳伏微欧表，纳伏微欧表与计算机相连；
步骤四，当计算机控制继电器一和继电器二闭合，继电器三和继电器四打开，直流电源输出的电流由紧凑拉伸试样的上表面流入、下表面流出，计算机控制纳伏微欧表测量导线的电压降V1；计算机控制继电器三和继电器四闭合，继电器一和继电器二打开时，直流电源输出的电流由紧凑拉伸试样的下表面流入、上表面流出，计算机控制纳伏微欧表测量导线的电压降V2，实现电流反转。
所述的提高直流电位降裂纹扩展速率测量精度的反转电流方法，将两个电压值相减，求得初始电压值Va(t0)＝|V1-V2|/2。
所述的提高直流电位降裂纹扩展速率测量精度的反转电流方法，步骤四之后，试样中的裂纹在载荷作用下经过t秒扩展，进行步骤四，获取Va(t)当前值，并根据初始电压值Va(t0)，计算出当前的裂纹长度a(t)。
所述的提高直流电位降裂纹扩展速率测量精度的反转电流方法，裂纹长度计算公式如下：
a(t)/w＝C0+C1(Va(t)/Va(t0))+C2(Va(t)/Va(t0))2+C3(Va(t)/Va(t0))3+C4(Va(t)/Va(t0))4
其中，w为试样宽度；C0，C1，C2，C3，C4为与试样尺寸和导线焊点有关的常数。
所述的提高直流电位降裂纹扩展速率测量精度的反转电流方法，直流电源是输出0～5A的恒定电流源，继电器与计算机的PCI卡槽相连，每个继电器功率为10～30W。
本发明与现有技术相比优点在于：
第一、本发明方法使用四个继电器实现直流电源输出电流的反转，通过计算机控制四个继电器的开闭，由纳伏微欧表测量反转前的电流和反转后的电流，将两个电压值相减，求得校正后试样初始电压值。当试样中裂纹扩展后，再次测量校正后的试样电压值，从而计算得出紧凑拉伸试样的当前裂纹长度。
第二、本发明反转电流的方法，消除热电势，提高了高温环境中直流电位法测量裂纹长度的精度。
第三、本发明利用直流电位降裂纹扩展速率测量软件(计算机软件著作权登记号：2016SR314565，登记日期：2016年11月01日)控制继电器开关实现直流电方向的反转，解决引线与试样接触电阻、引线两端温差产生的热电势等对测量精度与稳定性的干扰问题。
第四、本发明装置适用范围较广，可实现常温及高温环境下疲劳裂纹扩展、应力腐蚀开裂、腐蚀疲劳等实验的连续高精度测量。
附图说明
图1是本发明反转电流方法接线示意图。图中，1直流电源；2继电器一；3继电器二；4继电器三；5继电器四；6计算机；7紧凑拉伸试样；8上表面；9下表面；10纳伏微欧表。
图2是实施例中裂纹扩展试验后试样断口观察图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例，对本发明进一步详细的说明。
实施例
本实施例中，提高直流电位降裂纹扩展速率测量精度的反转电流方法，使用四个继电器实现输出电流的反转，具体实施步骤如下：
步骤一，如图1所示，将直流电源1的电流输出端正极连接至继电器一2的接线端a，直流电源1的电流输出端负极连接至继电器二3的接线端a；继电器三4的接线端a与继电器一2的接线端a相连，继电器四5的接线端a与继电器二3的接线端a相连，继电器三4的接线端b与继电器二3的接线端b相连，继电器四5的接线端b与继电器一2的接线端b相连接。其中，直流电源是输出0～5A的恒定电流源，继电器与计算机6的PCI卡槽相连，每个继电器功率为10～30W。
步骤二，将导线分别从继电器2的接线端b和继电器3的接线端b引出，并分别点焊至紧凑拉伸试样7的上表面8和下表面9。紧凑拉伸试样7符合ASTM E399标准，材质为核级316L不锈钢，宽度W为25.4mm，厚度B为12.7mm，初始裂纹长度a为13.248mm。紧凑拉伸试样上右侧面增加一对参比电极，校正环境温度波动引起的试样裂纹面电位降的变化。
步骤三，将导线点焊至紧凑拉伸试样侧面切口的对角线位置，并连接至纳伏微欧表10，纳伏微欧表10与计算机6相连。
步骤四，当计算机6控制继电器一2和继电器二3闭合，继电器三4和继电器四5打开，直流电源1输出的电流由紧凑拉伸试样7的上表面8流入、下表面9流出，计算机6控制纳伏微欧表10测量导线的电压降V1＝0.183697mV；计算机6控制继电器三4和继电器四5闭合，继电器一2和继电器二3打开时，直流电源1输出的电流由紧凑拉伸试样7的下表面9流入、上表面8流出，实现电流反转，计算机6控制纳伏微欧表10测量导线的电压降V2＝-0.167421mV。将两个电压值相减，求得电压值Va＝|V1-V2|/2＝0.175559mV。
步骤五，试样中的裂纹在载荷作用下经过t秒扩展，进行步骤四，获取Va(t)当前值，并根据初始电压值Va(t0)，计算出当前的裂纹长度a(t)。
裂纹长度计算公式如下：a(t)/w＝C0+C1(Va(t)/Va(t0))+C2(Va(t)/Va(t0))2+C3(Va(t)/Va(t0))3+C4(Va(t)/Va(t0))4
其中，w为试样宽度；C0，C1，C2，C3，C4为与试样尺寸和导线焊点有关的常数。本实施例中，w，C0，C1，C2，C3，C4分别为：25.4mm、-0.193、0.262、-2.93×10-2、2.25×10-3、-9.6×10-5。
试样断口观察结果如图2，通过测量该区域实际裂纹长度为18.148mm，本发明测得裂纹长度为18.00m，误差仅为1％。

Claims (5)

1.一种提高直流电位降裂纹扩展速率测量精度的反转电流方法，其特征在于，该方法使用四个继电器实现输出电流的反转，具体步骤如下：
步骤一，将直流电源的电流输出端正极连接至继电器一的接线端a，负极连接至继电器二的接线端a；继电器三的接线端a与继电器一的接线端a相连，继电器四的接线端a与继电器二的接线端a相连，继电器三的接线端b与继电器二的接线端b相连，继电器四的接线端b与继电器一的接线端b相连接；
步骤二，将导线分别从继电器一的接线端b和继电器二的接线端b引出，并分别点焊至紧凑拉伸试样的上表面和下表面；
步骤三，将导线点焊至紧凑拉伸试样侧面切口的对角线位置并连接至纳伏微欧表，纳伏微欧表与计算机相连；
步骤四，当计算机控制继电器一和继电器二闭合，继电器三和继电器四打开，直流电源输出的电流由紧凑拉伸试样的上表面流入、下表面流出，计算机控制纳伏微欧表测量导线的电压降V1；计算机控制继电器三和继电器四闭合，继电器一和继电器二打开时，直流电源输出的电流由紧凑拉伸试样的下表面流入、上表面流出，计算机控制纳伏微欧表测量导线的电压降V2，实现电流反转。
2.按照权利要求1所述的提高直流电位降裂纹扩展速率测量精度的反转电流方法，其特征在于，将两个电压值相减，求得初始电压值Va(t0)＝|V1-V2|/2。
3.按照权利要求1所述的提高直流电位降裂纹扩展速率测量精度的反转电流方法，其特征在于，步骤四之后，试样中的裂纹在载荷作用下经过t秒扩展，进行步骤四，获取Va(t)当前值，并根据初始电压值Va(t0)，计算出当前的裂纹长度a(t)。
4.按照权利要求3所述的提高直流电位降裂纹扩展速率测量精度的反转电流方法，其特征在于，裂纹长度计算公式如下：
a(t)/w＝C0+C1(Va(t)/Va(t0))+C2(Va(t)/Va(t0))2+C3(Va(t)/Va(t0))3+C4(Va(t)/Va(t0))4
其中，w为试样宽度；C0，C1，C2，C3，C4为与试样尺寸和导线焊点有关的常数。
5.按照权利要求1所述的提高直流电位降裂纹扩展速率测量精度的反转电流方法，其特征在于，直流电源是输出0～5A的恒定电流源，继电器与计算机的PCI卡槽相连，每个继电器功率为10～30W。
CN201710601210.XA 2017-07-21 2017-07-21 提高直流电位降裂纹扩展速率测量精度的反转电流方法 Pending CN107402158A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710601210.XA CN107402158A (zh) 2017-07-21 2017-07-21 提高直流电位降裂纹扩展速率测量精度的反转电流方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710601210.XA CN107402158A (zh) 2017-07-21 2017-07-21 提高直流电位降裂纹扩展速率测量精度的反转电流方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107402158A true CN107402158A (zh) 2017-11-28

Family

ID=60401100

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710601210.XA Pending CN107402158A (zh) 2017-07-21 2017-07-21 提高直流电位降裂纹扩展速率测量精度的反转电流方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107402158A (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109520856A (zh) * 2018-12-07 2019-03-26 华东理工大学 一种小试样蠕变裂纹扩展试验方法
CN109870481A (zh) * 2019-02-23 2019-06-11 西安科技大学 一种水浴法裂纹扩展信号的标定装置及标定方法
CN109884124A (zh) * 2019-02-23 2019-06-14 西安科技大学 一种水浴法裂纹扩展信号的标定装置
CN109884125A (zh) * 2019-02-23 2019-06-14 西安科技大学 一种基于dcpd法裂纹扩展信号的标定装置及标定方法
CN110701988A (zh) * 2019-09-30 2020-01-17 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 铝合金试样裂纹尺寸测量方法
CN112665961A (zh) * 2020-11-24 2021-04-16 西安交通大学 一种基于dcpd法监测scc裂纹萌生信号的试验装置及方法
CN113792470A (zh) * 2021-09-30 2021-12-14 钢研纳克检测技术股份有限公司 一种基于有限元模拟获取直流电位法标定函数的方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101369791A (zh) * 2008-09-16 2009-02-18 李明杰 Plc控制继电器实现直流电机正反转电路
CN101924507A (zh) * 2010-08-20 2010-12-22 松下家电研究开发（杭州）有限公司 一种电机正反转控制方法
CN201966858U (zh) * 2011-02-14 2011-09-07 陈国华 一种马达转动补偿感应装置
CN202145631U (zh) * 2011-07-07 2012-02-15 上海西门子线路保护系统有限公司 一种驱动直流电机的电路
CN203514082U (zh) * 2013-10-30 2014-04-02 高峰 服装自动折叠料理机

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101369791A (zh) * 2008-09-16 2009-02-18 李明杰 Plc控制继电器实现直流电机正反转电路
CN101924507A (zh) * 2010-08-20 2010-12-22 松下家电研究开发（杭州）有限公司 一种电机正反转控制方法
CN201966858U (zh) * 2011-02-14 2011-09-07 陈国华 一种马达转动补偿感应装置
CN202145631U (zh) * 2011-07-07 2012-02-15 上海西门子线路保护系统有限公司 一种驱动直流电机的电路
CN203514082U (zh) * 2013-10-30 2014-04-02 高峰 服装自动折叠料理机

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
杜东海 等: "直流电压降法测量核电结构材料在空气中的疲劳裂纹扩展速率", 《原子能科学技术》 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109520856A (zh) * 2018-12-07 2019-03-26 华东理工大学 一种小试样蠕变裂纹扩展试验方法
CN109520856B (zh) * 2018-12-07 2021-04-09 华东理工大学 一种小试样蠕变裂纹扩展试验方法
CN109870481A (zh) * 2019-02-23 2019-06-11 西安科技大学 一种水浴法裂纹扩展信号的标定装置及标定方法
CN109884124A (zh) * 2019-02-23 2019-06-14 西安科技大学 一种水浴法裂纹扩展信号的标定装置
CN109884125A (zh) * 2019-02-23 2019-06-14 西安科技大学 一种基于dcpd法裂纹扩展信号的标定装置及标定方法
CN109884125B (zh) * 2019-02-23 2021-08-17 西安科技大学 一种基于dcpd法裂纹扩展信号的标定装置及标定方法
CN109870481B (zh) * 2019-02-23 2022-04-26 西安科技大学 一种水浴法裂纹扩展信号的标定装置及标定方法
CN110701988A (zh) * 2019-09-30 2020-01-17 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 铝合金试样裂纹尺寸测量方法
CN112665961A (zh) * 2020-11-24 2021-04-16 西安交通大学 一种基于dcpd法监测scc裂纹萌生信号的试验装置及方法
CN113792470A (zh) * 2021-09-30 2021-12-14 钢研纳克检测技术股份有限公司 一种基于有限元模拟获取直流电位法标定函数的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107402158A (zh) 提高直流电位降裂纹扩展速率测量精度的反转电流方法
Ekanayake et al. Frequency response of oil impregnated pressboard and paper samples for estimating moisture in transformer insulation
RU2664924C1 (ru) Устройство для испытания трансформатора и способ испытания трансформатора
CN107238531A (zh) 一种紧凑拉伸试样裂纹扩展速率测量的装置及方法
CN105891757B (zh) 一种开环霍尔传感器测量准确度校验装置及其校验方法
CN206292382U (zh) 一种电阻测试仪校准装置
CN108761375A (zh) 一种低功耗程控式电流互感器现场检定装置
CN206321749U (zh) 一种局部放电高频电流检测装置
CN105738706A (zh) 一种光伏逆变器的对地绝缘电阻检测方法及装置
CN102721725B (zh) 电站锅炉化学清洗在线测量腐蚀和清洗效果的装置及方法
CN103293504A (zh) 现场电流互感器综合检测装置及其测试方法
CN102540128A (zh) 组合式三相电流互感器误差自动检定方法
CN106041343A (zh) 一种用于在线监测金属钎焊接头电阻变化的方法
CN204514832U (zh) 配电变压器绕组材质检测系统
CN212514783U (zh) 一种热电材料与金属电极之间接触电阻的自动化测试设备
CN105403770A (zh) 输电线主谐波源方向指示仪
CN105372498B (zh) 用于暂态电流测定的分流器阻抗参数确定方法
Korzunin et al. Control of the dielectric properties of a grain oriented electrical steel coating
CN207336223U (zh) 一种紧凑拉伸试样裂纹扩展速率测量的装置
CN109387802A (zh) 一种高压电流互感器的额定电流误差检定方法
WO2015192273A1 (zh) 一种三相交流电弧炉自适应建模装置及其仿真算法
US11965916B2 (en) Method and device for determining the resistive component of the leakage current impedance in the alternating current network
CN202119744U (zh) 一种变压器油介质损耗率简易测试装置
CN201173957Y (zh) 导线大电流冲击试验装置
CN103176048A (zh) 一种快速测量变压器三角形接线方式绕组直流电阻的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20171128

RJ01 Rejection of invention patent application after publication