一种跨尺度、多视角原位力学动态捕捉测试平台，包括由计算机组成的控制系统、隔振实验台、力学测试仪，隔振实验台台面上有点阵式分布的定位螺孔，力学测试仪通过数据线与计算机组成的控制系统连接，其特征在于多个动态成像装置固定在精密力学测试仪的周围，每个成像装置配备一个辅助光源构成成像系统，成像装置通过数据线与计算机组成的控制系统相连接。本测试平台装配灵活，功能多样，为机械、材料等学科的力学性能研究与检测提供了科学、有效的手段和方法，检测结果对于从多个视角动态监测和揭示材料或试件在多尺度下的力学行为和破坏机制具有重要意义，可被广泛应用于航空航天、汽车工业、生物医学、微机电等不同工程领域。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种跨尺度、多视角原位力学动态捕捉测试平台，包括由计算机组成的控制系统、隔振实验台、力学测试仪，隔振实验台台面上有点阵式分布的定位螺孔，力学测试仪通过数据线与计算机组成的控制系统连接，其特征在于多个动态成像装置固定在精密力学测试仪的周围，每个成像装置配备一个辅助光源构成成像系统，成像装置通过数据线与计算机组成的控制系统相连接。本测试平台装配灵活，功能多样，为机械、材料等学科的力学性能研究与检测提供了科学、有效的手段和方法，检测结果对于从多个视角动态监测和揭示材料或试件在多尺度下的力学行为和破坏机制具有重要意义，可被广泛应用于航空航天、汽车工业、生物医学、微机电等不同工程领域。【专利说明】一种跨尺度、多视角原位力学动态捕捉测试平台
本专利技术涉及材料的力学性能试验和检测仪器，具体涉及一种跨尺度、多视角原位力学动态信息捕捉测试平台。
技术介绍
材料的力学性能是指材料在不同环境(温度、介质、湿度)下，承受各种外加载荷(拉伸、压缩、弯曲、扭转、冲击、交变应力等)时所表现出的力学特征。它是衡量材料质量优劣、设计各种工程结构并合理选材的主要依据。通常，材料的力学性能主要通过拉压、扭转、压痕、弯曲等各种试验机来测定。传统上，无论是动、静载荷，还是环境条件、变动载荷下的力学性能测试，其测试结果均以实施载荷后的变化量作为测试依据，而不能实时监测载荷实施中材料微变、损伤直至破坏的动态过程。特别随着航空、航天技术和材料科学与军事科学的发展，经典的宏观材料力学性能试验仪器设备所测试的材料参数和性能己经不能完全表征材料在更小尺度和极限条件服役的性能特性，需要引入更加直观、精确的测试、观察和分析手段，以此对材料的力学行为和破坏机制进行有效分析和深入研究。为探索和揭示固态材料在拉-压-弯-扭等载荷下宏-微观跨尺度的动态变形行为，国内外少数机构正致力于开发和研制结合电子显微学技术、激光共聚焦显微成像技术、X射线衍射技术等微观成像手段，用于在接近服役条件下测定固态材料动态、微观力学性能的原位测试技术。该测试技术不仅能测定材料的各种力学参数，并且可以对材料在实验过程中的微观变形和损伤过程进行实时、在线观测，将图像学定性分析与数据定量分析相结合，以更新的视野和测试角度揭示出外界载荷作用下材料变形损伤的过程，发现更为新颖的现象和规律。然而，目前的研究工作仅能从某单一的角度对试件的力学测试进行观测，还未考虑对试件进行跨尺度、多视角的原位观测，特别缺乏一套能够同时从多个视角，集常规、高清、高速动态拍摄设备集成的测试平台，并解决相关技术问题，这无疑会错过大量有用的试验点，影响对动态力学实验数据的全面分析。因此，设计专利技术一种跨尺度、多视角视频图像捕捉，高精度原位力学测试，集常规、高清、高速动态过程监测与各功能稳定实施的测试平台系统十分必要，该专利技术不仅会加速材料原位力学性能深入揭示的过程，还将填补该方面测试仪器研制的空白。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种跨尺度、多视角原位力学动态捕捉测试平台，能够跨尺度、多视角、多频率动态图像捕捉，并能有效避免测试振动造成器件间相互干扰的原位力学测试平台。通过动态成像系统的多个成像器件，可实现多视角视场同时在线监测；通过自由调节动态成像系统，可实现不同放大倍率和不同运动速度动态图像的实时拍摄；通过自由选换力学测试仪器，可实现包括拉伸/压缩、扭转、压痕、弯曲及各种疲劳等多种力学性能的原位测试；同时，各器件分别在隔振实验台上独立安装，可缓冲并降低因试件变形、断裂等造成的冲击振动，从而提高了图像捕捉质量与测试数据精度。测试平台内各器件协调统一，解决了现有力学测试中仅能获取测试数据和结果，不能全程动态多视角监测测试过程的问题。本专利技术的上述目的通过以下技术方案实现，结合【专利附图】【附图说明】如下:—种跨尺度、多视角原位力学动态捕捉测试平台，主要由控制系统1、隔振实验台7、固定安装在隔振实验台7上的精密力学测试仪2和动态成像系统3组成，所述动态成像系统3由多个成像器件和辅助光源4组成，每个成像器件和辅助光源4分别通过动态成像系统安装支架6和柔性支架5固定安装在隔振实验台7上，并成不同角度、高低错落分布于精密力学测试仪2的周围，所有成像器件均具有以被测试件23为靶标的动态图像捕捉作用，所述动态成像系统3通过数据线与计算机组成的控制系统相连接。所述的动态成像系统3按测试需要，选装常规摄像器件、高清监控器件或高速摄像器件，所述常规摄像器件的技术参数为:分辨率640 X 480—1920 X 1080像素，变焦I倍一80倍，拍摄帧率30桢一50桢/秒；所述高清监控器件的技术参数为:分辨率1280X 720—1920X 1080像素，变焦I倍一 30倍，拍摄帧率30桢一 50桢/秒；所述高速摄像器件的技术参数为:分辨率384X288— 1280X960像素，拍摄频率30桢一 10000桢/秒，变焦I倍一 50倍。所述的精密力学测试仪2为立式结构，主要由电动机29、涡轮蜗杆机构、丝杠28、光杠22、夹具和拉压力传感器21组成，所述电动机29通过法兰盘座安装于底座13上，电动机29两侧直立两根对称布置的丝杠28，丝杠28通过上下丝杠螺母座24固定在上下夹具安装座26上，并通过上下丝杠轴承座19分别固定在顶座25和底座13上，两根直立并对称布置的光杠22通过上下2个直线轴承20固定在上下夹具安装座26上，上下夹具27分别固定在上下夹具安装座26上，拉压力传感器21连接在下夹具安装座26上，两根丝杠28由电动机29通过双丝杠涡轮蜗杆副驱动旋转使上下夹具27沿双光杠22反向相对移动，对被测试件23拉伸或压缩。所述的动态成像系统安装支架6由垂直连接的上下移动架11和左右移动架12组成，所述上下移动架11固定在支架底座10上，其位置可调，所述上下移动架11和左右移动架12分别为套接，并分别由调节螺栓9进行位置和角度调节，所述动态成像系统3安装在左右移动架12上。所述的隔振实验台7固有频率不大于6Hz,振幅≤5um,表面光洁度≤1.6um,平面度< 0.lmm/m2。所述辅助光源4视现场光线情况确定，其照射至试件表面所能达到的色温范围需达到 5000-6000K。所述的双丝杠28分别通过轴承由丝杠轴承座19安装于仪器之上，呈竖直平行分布；双丝杠28通过四个丝杠螺母向上下夹具安装座提供动力和运动；每个丝杠下端安装一个低速蜗轮16，整个仪器由单个电机29驱动，动力与运动由驱动电机29的输出轴输出，通过一级蜗轮蜗杆副减速后，动力与运动由高速蜗轮轴向左右两侧分开，高速蜗轮轴左右两端各安装一个低速蜗杆18，低速蜗杆18与低速蜗轮16组成二级蜗轮蜗杆副，分别向双丝杠28传递动力与运动。本专利技术的有益效果在于:针对高精度力学测试的不同需求，在实现对小型试件常规力学性能数据进行获取的同时，还能够在宏观或微观尺度下，同时从多个视角对试件的力学性能测试过程进行精确监测，实时获得高质量的动态视频信号，解决了现有力学测试中仅能获取测试数据和结果，不能全程动态多视角监测测试过程的问题，并能通过测试平台内拍摄器件与力学测试仪器的合理选配，支撑与紧固结构的合理定位，避免因测试振动对检测结果的影响，从而提高了数据的精确性、全面性、可靠性。本测本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种跨尺度、多视角原位力学动态捕捉测试平台，主要由控制系统（1）、隔振实验台（7）、固定安装在隔振实验台（7）上的精密力学测试仪（2）和动态成像系统（3）组成，其特征在于：所述动态成像系统（3）由多个成像器件和辅助光源（4）组成，每个成像器件和辅助光源（4）分别通过动态成像系统安装支架（6）和柔性支架（5）固定安装在隔振实验台（7）上，并成不同角度、高低错落分布于精密力学测试仪（2）的周围，所有成像器件均具有以被测试件（23）为靶标的动态图像捕捉作用，所述动态成像系统（3）通过数据线与计算机组成的控制系统相连接。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：张志辉，王书鹏，任露泉，赵宏伟，梁云虹，朱冰，李凌，余轩，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：
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