CN110320116A - 一种光弹与焦散线方法同步使用的爆破实验系统 - Google Patents
一种光弹与焦散线方法同步使用的爆破实验系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110320116A CN110320116A CN201810270108.0A CN201810270108A CN110320116A CN 110320116 A CN110320116 A CN 110320116A CN 201810270108 A CN201810270108 A CN 201810270108A CN 110320116 A CN110320116 A CN 110320116A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- photoelastic
- high speed
- lens
- caustics
- speed camera
- 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
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 239000003518 caustics Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 238000005422 blasting Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000004880 explosion Methods 0.000 claims description 10
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 5
- 238000005474 detonation Methods 0.000 claims description 3
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 claims 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 claims 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims 1
- 208000037656 Respiratory Sounds Diseases 0.000 abstract description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 6
- 230000003993 interaction Effects 0.000 abstract description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 abstract description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 1
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
- G01N3/30—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying a single impulsive force, e.g. by falling weight
- G01N3/313—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying a single impulsive force, e.g. by falling weight generated by explosives
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/0058—Kind of property studied
- G01N2203/006—Crack, flaws, fracture or rupture
- G01N2203/0062—Crack or flaws
- G01N2203/0064—Initiation of crack
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/0058—Kind of property studied
- G01N2203/006—Crack, flaws, fracture or rupture
- G01N2203/0062—Crack or flaws
- G01N2203/0066—Propagation of crack
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
- G01N2203/06—Indicating or recording means; Sensing means
- G01N2203/0641—Indicating or recording means; Sensing means using optical, X-ray, ultraviolet, infrared or similar detectors
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 Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
Abstract
一种光弹与焦散线方法同步使用的爆破实验系统,特征是通过分光镜和高速相机并联触发线路将光弹和焦散线方法同步使用。分光镜镜面与入射光线呈45°。并联触发线路中,高速相机型号相同,电阻相同,触发电流相同。光弹性方法能够记录爆炸致裂过程中应力波的传播、叠加和衰减过程,得到了应力波的全场信息。焦散线方法能够记录爆炸致裂过程中裂纹的萌生、扩展和止裂过程,得到了裂纹尖端局部场的信息。将这两种光测力学实验方法结合起来,互为补充,能够得到更加丰富的实验数据,全面地记录爆炸致裂过程中应力波和裂纹的相互作用过程,为人们正确理解爆炸致裂机理提供了直观且丰富的实验素材。
Description
技术领域
本发明涉及一种光弹与焦散线方法同步使用的爆破实验系统,主要服务于爆破光测实验力学领域。
背景技术
在爆破光测实验力学领域,光弹与焦散线方法均得到了广泛应用,取得了大量的研究成果。爆破实验中,既有应力波的传播、叠加和衰减,又有裂纹的萌生、扩展和止裂。单一的实验方法不能全面地反映爆炸致裂的真实过程。然而,目前多数研究是单独地使用这两种光学方法,如何将两者在同一个实验中同步使用是亟待解决的问题。
光弹性方法能够提供全场应力分布信息,适用于研究应力波问题。而焦散线方法能够提供裂纹尖端的应力分布信息,适用于研究裂纹问题。将这两种光测实验方法结合起来,在爆炸的同一时刻,光弹性方法提供的应力条纹图能够真实地反映裂纹周围应力波情况,而焦散线方法提供的焦散斑图能够直接地测量出裂纹尖端的应力强度因子。两种方法的实验数据互为补充,互相验证,对于探究爆炸致裂过程中应力波与裂纹的相互作用机理有着重要的意义。
针对上述背景现状,本发明旨在结合两种光测实验方法的优势,提出一种光弹与焦散线方法同步使用的爆破实验系统。
发明内容
本发明结合了两种光测实验方法的优势,提出一种光弹与焦散线方法同步使用的方法和爆破实验系统。
本发明所解决的的技术问题如下:
1)分光问题。一部分光线用于产生光弹性条纹图,另一部分光线用于产生焦散斑图。
2)高速相机的同步触发问题。由于爆炸过程的瞬时性,需要同时使用两台高速相机,一台用于光弹性方法,另一台用于焦散线方法。为了同步记录,爆炸发生的瞬间,必须使两台相机同步触发开始记录数据。
本发明所采用的的技术方案如下:
采用分光镜。将分光镜置于爆炸平台后方,与入射光线方向呈45°。一部分入射光线透过分光镜仍然沿着直线传播,到达第一台高速相机的镜头,用于记录光弹条纹图。另一部分入射光线经过分光镜镜面发生反射,入射角和反射角均为45°,反射后的光线与原来的入射光线传播方向呈90°,到达第二台高速相机的镜头,用于记录焦散斑图。
两台高速相机并联同步触发。采用两台相同型号的高速相机,它们之间并联连接,整体上与爆炸信号控制器串联连接。由于两台相机完全相同,电阻也完全相同。当爆炸发生的一瞬间,爆炸信号电流一分为二,两台高速相机在相同的电流信号下,同步触发记录数据。
本发明和当前技术方法相比所产生的有益效果:
在爆破实验中同步使用光弹与焦散线方法,能够同时得到全场应力波传播、叠加和衰减信息,以及爆生裂纹萌生、扩展和止裂信息,有益于探究爆炸致裂过程中应力波与裂纹的相互作用机理。
附图说明
图1是本发明的实验系统图。
图中数字标号表示:
1、激光器,2、扩束镜,3、透镜A,4、偏振片A,5、四分之一波片A,6、爆炸平台,7、分光镜,8、四分之一波片B,9、偏振片B,10、透镜B,11、高速相机A,12、电脑A,13、透镜C,14、高速相机B,15、电脑B,16、爆炸信号控制器,17、起爆触发线路,18、高速相机并联触发线路,19、高速相机数据储存线路。
具体实施方式
下面详细描述本发明专利的实施例,所述实施例的示例在附图中表示出,其中相同的标号表示相同或类似的元件或者具有相同或类似功能的元件。下面结合附图对本发明的具体实施方式作实施例的描述,旨在解释本发明专利,不可理解为对本发明专利的限制。
如图1所示,开启激光器,使其达到稳定的亮度。利用激光光线定位,将扩束镜、透镜A、偏振片A、四分之一波片A、分光镜、四分之一波片B、偏振片B、透镜B、高速相机A的几何中心位于同一条直线上。
开启高速相机A,调整四分之一波片A和B、偏振片A和B,在爆炸平台上放一块光弹试件进行受力测试,使得与高速相机A连接的电脑A能够显示出光弹条纹图。
将分光镜镜面与入射光线呈45°,经分光镜反射后的光线与原来的入射光线呈90°,在反射光线方向上,放置透镜C和高速相机B,并使它们的几何中心在同一条直线上。
开启高速相机B,在爆炸平台上放一块透明试件进行受力测试,使得与高速相机B连接的电脑B能够显示出焦散斑图。
将高速相机A和B设置为待触发状态。启动爆炸信号控制器,通过起爆触发线路,试件中的炸药在起爆电流触发下发生爆炸。同一瞬间,爆炸信号通过高速相机并联触发线路,将高速相机A和B同步触发,使其同时记录下爆炸致裂的全部过程,最终通过高速相机数据储存线路,将光弹和焦散线方法的实验数据分别保存在电脑A和B中。
尽管上面已经出示和描述了本发明的实施例,可以理解的是,以上均为示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变形。
Claims (4)
1.一种光弹与焦散线方法同步使用的爆破实验系统,主要由激光器、扩束镜、透镜A、偏振片A、四分之一波片A、爆炸平台、分光镜、四分之一波片B、偏振片B、透镜B、高速相机A、电脑A、透镜C、高速相机B、电脑B、爆炸信号控制器、起爆触发线路、高速相机并联触发线路、高速相机数据储存线路组成。
2.根据权利要求书1所述的一种光弹与焦散线方法同步使用的爆破实验系统,激光器、扩束镜、透镜A、四分之一波片A、偏振片A、试件、透镜B、四分之一波片B、偏振片B、高速相机A位于入射光线传播方向,用于记录光弹条纹图。
3.根据权利要求书1所述的一种光弹与焦散线方法同步使用的爆破实验系统,分光镜与入射光线呈45°,经分光镜反射的光线与入射光线呈90°,透镜C、高速相机B位于入射光线垂直方向,用于记录焦散线斑图。
4.根据权利要求书1所述的一种光弹与焦散线方法同步使用的爆破实验系统,高速相机A和B并联连接,整体上与爆炸信号控制器串联连接,使得在爆炸的一瞬间,两台高速相机能够同步触发并记录数据。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810270108.0A CN110320116A (zh) | 2018-03-29 | 2018-03-29 | 一种光弹与焦散线方法同步使用的爆破实验系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810270108.0A CN110320116A (zh) | 2018-03-29 | 2018-03-29 | 一种光弹与焦散线方法同步使用的爆破实验系统 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110320116A true CN110320116A (zh) | 2019-10-11 |
Family
ID=68110735
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201810270108.0A Pending CN110320116A (zh) | 2018-03-29 | 2018-03-29 | 一种光弹与焦散线方法同步使用的爆破实验系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN110320116A (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110553935A (zh) * | 2019-10-16 | 2019-12-10 | 浙江科技学院 | 一种动态冲切切缝方法 |
CN112903169A (zh) * | 2021-01-26 | 2021-06-04 | 北京科技大学 | 爆炸应力波传播全场主应力定量分析实验方法 |
CN113267519A (zh) * | 2021-05-19 | 2021-08-17 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | 飞片撞击起爆炸药瞬态过程测试装置 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0251894A1 (fr) * | 1986-06-23 | 1988-01-07 | Association Pour La Recherche Et Le Developpement Des Methodes Et Processus Industriels (Armines) | Procédé de mesure des contraintes principales dans des substrats transparents, ayant des propriétés photoélastiques assemblés par collage |
JP3499838B2 (ja) * | 2001-03-13 | 2004-02-23 | 帝人化成株式会社 | 高屈折率低複屈折性ポリカーボネート樹脂から形成された位相差フィルム用フィルムおよびその利用 |
JP2008096377A (ja) * | 2006-10-16 | 2008-04-24 | Yamaguchi Univ | 変形特性を測定する方法及びそのための装置 |
CN202403988U (zh) * | 2011-11-18 | 2012-08-29 | 中国矿业大学(北京) | 数字激光动态焦散线实验系统 |
CN204188471U (zh) * | 2014-09-26 | 2015-03-04 | 天津大学 | 一种适用于动态光弹性实验的剪切波激发装置 |
CN105291326A (zh) * | 2015-10-20 | 2016-02-03 | 中国矿业大学(北京) | 一种环氧树脂光弹性模型及其制作方法 |
CN105891025A (zh) * | 2016-04-08 | 2016-08-24 | 中国矿业大学(北京) | 用于研究爆炸应力波与运动裂纹相互作用的实验加载系统及方法 |
-
2018
- 2018-03-29 CN CN201810270108.0A patent/CN110320116A/zh active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0251894A1 (fr) * | 1986-06-23 | 1988-01-07 | Association Pour La Recherche Et Le Developpement Des Methodes Et Processus Industriels (Armines) | Procédé de mesure des contraintes principales dans des substrats transparents, ayant des propriétés photoélastiques assemblés par collage |
JP3499838B2 (ja) * | 2001-03-13 | 2004-02-23 | 帝人化成株式会社 | 高屈折率低複屈折性ポリカーボネート樹脂から形成された位相差フィルム用フィルムおよびその利用 |
JP2008096377A (ja) * | 2006-10-16 | 2008-04-24 | Yamaguchi Univ | 変形特性を測定する方法及びそのための装置 |
CN202403988U (zh) * | 2011-11-18 | 2012-08-29 | 中国矿业大学(北京) | 数字激光动态焦散线实验系统 |
CN204188471U (zh) * | 2014-09-26 | 2015-03-04 | 天津大学 | 一种适用于动态光弹性实验的剪切波激发装置 |
CN105291326A (zh) * | 2015-10-20 | 2016-02-03 | 中国矿业大学(北京) | 一种环氧树脂光弹性模型及其制作方法 |
CN105891025A (zh) * | 2016-04-08 | 2016-08-24 | 中国矿业大学(北京) | 用于研究爆炸应力波与运动裂纹相互作用的实验加载系统及方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
PENG QIU 等: "An in situ simultaneous measurement system combining photoelasticity and caustics methods for blast-induced dynamic fracture", 《REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS》 * |
许荷香: "《数据传输与控制系统》", 30 June 1992, 上海科学技术文献出版社 * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110553935A (zh) * | 2019-10-16 | 2019-12-10 | 浙江科技学院 | 一种动态冲切切缝方法 |
CN112903169A (zh) * | 2021-01-26 | 2021-06-04 | 北京科技大学 | 爆炸应力波传播全场主应力定量分析实验方法 |
CN112903169B (zh) * | 2021-01-26 | 2022-03-04 | 北京科技大学 | 爆炸应力波传播全场主应力定量分析实验方法 |
CN113267519A (zh) * | 2021-05-19 | 2021-08-17 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | 飞片撞击起爆炸药瞬态过程测试装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110320116A (zh) | 一种光弹与焦散线方法同步使用的爆破实验系统 | |
Celliers et al. | Line-imaging velocimeter for shock diagnostics at the OMEGA laser facility | |
CN111398071A (zh) | 动态加载光测-电测混合实验系统及方法 | |
Mason et al. | Full field measurements of the dynamic deformation field around a growing adiabatic shear band at the tip of a dynamically loaded crack or notch | |
CN106645033B (zh) | 光学元件激光损伤一体化超快诊断装置 | |
JPS60123704A (ja) | 光学干渉計システムとその使用方法 | |
US4018531A (en) | Speckle pattern interferometer | |
Butters et al. | Electronic speckle pattern interferometry | |
CN105675262A (zh) | 大口径高平行度光学元件波前检测装置 | |
CN109556513A (zh) | 一种相邻拼接镜检测方法及检测系统 | |
US4999681A (en) | Real-time halographic interferometry with a pulsed laser and flicker-free viewing | |
US3860346A (en) | Method of compensating for gross object motion in real time holographic interferometry | |
US3631713A (en) | Early detection of metal fatigue with a coherent optical cross-correlation process | |
CN208239542U (zh) | 一种压电材料电压-位移特性测量实验仪 | |
CN109959570A (zh) | 爆炸加载电测-动态光弹性混合实验系统及方法 | |
CN111366480A (zh) | 一种光弹-电测-dic同步实验系统及方法 | |
CN110044929B (zh) | 一种基于暗场照明的曲面玻璃次表面缺陷检测装置 | |
Shen et al. | Penetration form of inter-hole cracks under double-hole blasting conditions with inclined fissures | |
CN201653374U (zh) | 一种大口径单层薄膜厚度全场检测装置 | |
Rowlands et al. | A multiple-pulse ruby-laser system for dynamic photomechanics: Applications to transmitted-and scattered-light photoelasticity: Paper describes a new ultrahigh-speed multiple-frame recording system in which a ruby laser is sequentially modulated and the light pulses are synchronized with the camera and event | |
CN107870160A (zh) | 一种光学材料面折射率的测量方法 | |
CN209215414U (zh) | 一种光电复合测试传感器 | |
Wang | Development and application of the new explosive loading experimental system of digital laser dynamic caustics | |
Winter | Irregular Reflections of Unsteady Shockwaves | |
CN110006901A (zh) | 一种爆轰波波形测试方法 |
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 | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20191011 |