【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及纤维强度测试，特别是涉及一种微米级瞬时激光切割装置及纤维拉伸回弹测试方法。
技术介绍
1、拉伸回弹法常用于测试各种材料的压缩强度，其测试过程需要在外力的作用下切割预加载荷的材料。目前的切割方法有两种，手术剪法和电火花法：手术剪法存在严重的不对称切割和轴向摩擦，且切割耗时较长；电火花切割使材料发生燃烧情况从而对轴向应力传播产生影响，且测试有机材料时危险性较大。目前的切割方法存在种种问题，对测试结果的准确性存在着较大的影响。
2、激光切割是利用经聚焦的高功率密度激光束照射材料，使作用区域迅速熔化或汽化，从而实现切割。激光切割方法拥有能量高、精度高、速度快以及无接触等优点。激光切割方法提升了切割速度，增加了切割精度，消除了机械摩擦的影响，消除了燃烧带来的危险性和轴向不对称烧蚀情况的影响。更多的，激光切割方法可以对微米级材料实现部分切割，从而使得纤维最终由自身破坏引发拉伸回弹，因此应力波在待测试样中传递时的同轴性更好。然而现有技术中并没有将激光切割应用到拉伸回弹法测试的先例。
3、因此，本领域技术人员亟需一种微米级瞬时激光切割装置及纤维拉伸回弹测试方法，用于解决上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种微米级瞬时激光切割装置及纤维拉伸回弹测试方法，以解决上述现有技术存在的问题，能够将激光切割技术应用到拉伸回弹法测试中，从而可以起到微米级精确切割、作用区域小、损伤低、非完全切割、回弹应力波同轴性好、有效降低误差和提高结果准确性等效果。>
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、本专利技术公开了一种微米级瞬时激光切割装置，包括基板，所述基板上设有至少一个滑动块，每个所述滑动块的上端连接有一个升降杆，所述升降杆的上端安装有激光发射器，所述基板上还安装有下夹具，所述下夹具用于夹持待测试样的下端，所述待测试样的上端安装有上夹具。
4、优选的，所述基板上设有测量尺。
5、优选的，所述上夹具能够和力学试验机的加载头相连接。
6、优选的，所述基板上安装有激光防护板，所述激光防护板为倒置的u形板。
7、优选的，所述激光防护板包括一个横板和两个相互平行的竖板，两个所述竖板分别固定于所述横板的两端，其中一个所述竖板连接有延长板。
8、优选的，所述激光防护板能够连接卸载防护板或加载防护板，所述卸载防护板和所述加载防护板均为l形板。
9、优选的，所述激光发射器为气体激光器、固体激光器或半导体激光器。
10、优选的，所述待测试样为纤维、薄膜或金属棒。
11、本专利技术还公开了一种纤维拉伸回弹测试方法，采用了上述的微米级瞬时激光切割装置，包括以下步骤：
12、s1、待测试样安装：安装激光防护板和卸载防护板，用上夹具和下夹具将待测试样进行固定；
13、s2、激光参数调整：将激光发射器的激光发射参数调整至设定值，取下卸载防护板，安装加载防护板，将激光切割位置调整至试样中心；
14、s3、待测试样测试：通过上夹具对待测试样施加预载荷，使用激光发射器对待测试样进行切割，并记录测试结果，测试完成。
15、优选的，步骤s3中的切割包括完全切割和部分切割，其中部分切割的切割深度应为待测试样原厚度的20-80％。
16、本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
17、本专利技术将激光切割技术应用于拉伸回弹法试验当中。其中本专利技术提供的一种微米级瞬时激光切割装置具有高速和高精度的切割能力，可以对微米级材料实现部分加工或切割。对于微米级别的长径比大的材料，在非完全切割的情况下，材料会因加工有效面积减小而发生应力集中，从而使待测试样发生自发的拉伸破坏，确保预加载应力沿纤维轴向传递，有效避免纤维发生弯曲断裂，保证切割过程中的稳定性。
18、在纤维拉伸回弹测试方法中，这种借助材料自身断裂的部分切割方法相对于原有完全切割方法，其切割过程不与待测试样相接触，因此不会引入机械摩擦或机械振动，确保能量的无损耗传输，保证试验结果的准确性。该切割方式的切割时间可以控制在毫秒及更小的数量级中，并且这个过程中材料偏向于发生气化而非烧蚀，有效避免了火焰向上烧蚀带来的轴向应力不对称，保证切割过程的稳定性和安全性。
19、本专利技术使得待测试样被快速切割，减少了切割过程中的不对称切割和轴向摩擦，从而可无限接近反冲击压缩应力与预加拉伸张力相同的假设，进而提高测试结果的稳定性和准确性。并且通过激光防护板有效避免了激光对于人体的伤害，保证切割过程的稳定性和安全性。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种微米级瞬时激光切割装置，其特征在于：包括基板，所述基板上设有至少一个滑动块，每个所述滑动块的上端连接有一个升降杆，所述升降杆的上端安装有激光发射器，所述基板上还安装有下夹具，所述下夹具用于夹持待测试样的下端，所述待测试样的上端安装有上夹具。
2.根据权利要求1所述的微米级瞬时激光切割装置，其特征在于：所述基板上设有测量尺。
3.根据权利要求1所述的微米级瞬时激光切割装置，其特征在于：所述上夹具能够和力学试验机的加载头相连接。
4.根据权利要求1所述的微米级瞬时激光切割装置，其特征在于：所述基板上安装有激光防护板，所述激光防护板为倒置的U形板。
5.根据权利要求4所述的微米级瞬时激光切割装置，其特征在于：所述激光防护板包括一个横板和两个相互平行的竖板，两个所述竖板分别固定于所述横板的两端，其中一个所述竖板连接有延长板。
6.根据权利要求4所述的微米级瞬时激光切割装置，其特征在于：所述激光防护板能够连接卸载防护板或加载防护板，所述卸载防护板和所述加载防护板均为L形板。
7.根据权利要求1所述的微米级瞬时激
8.根据权利要求1所述的微米级瞬时激光切割装置，其特征在于：所述待测试样为纤维、薄膜或金属棒。
9.一种纤维拉伸回弹测试方法，其特征在于，采用了权利要求1-8中任意一项所述的微米级瞬时激光切割装置，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的纤维拉伸回弹测试方法，其特征在于：步骤S3中的切割包括完全切割和部分切割，其中部分切割的切割深度应为待测试样原厚度的20-80％。
...【技术特征摘要】
1.一种微米级瞬时激光切割装置，其特征在于：包括基板，所述基板上设有至少一个滑动块，每个所述滑动块的上端连接有一个升降杆，所述升降杆的上端安装有激光发射器，所述基板上还安装有下夹具，所述下夹具用于夹持待测试样的下端，所述待测试样的上端安装有上夹具。
2.根据权利要求1所述的微米级瞬时激光切割装置，其特征在于：所述基板上设有测量尺。
3.根据权利要求1所述的微米级瞬时激光切割装置，其特征在于：所述上夹具能够和力学试验机的加载头相连接。
4.根据权利要求1所述的微米级瞬时激光切割装置，其特征在于：所述基板上安装有激光防护板，所述激光防护板为倒置的u形板。
5.根据权利要求4所述的微米级瞬时激光切割装置，其特征在于：所述激光防护板包括一个横板和两个相互平行的竖板，两个所述竖板分别固定于所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：李敏，王奇丹，刘晓宇，王绍凯，李庆辉，韩建超，顾轶卓，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。