4.试验测量方法 数据测量项目包括位移测量、应变测量、温度测量、热流测量等方面。试验过程中,对应变和位移采用逐级测量方法;高温壁板试验局部失稳及破坏试验过程中,对位移和温度进行连续采集,通常采集频率为2Hz。试验完成后,检查所有测量数据,并给出应变-载荷曲线、位移-载荷曲线以及温度-时间曲线(或热流-时间曲线)。 4.1位移计安装方法 位移测量点,一般选在蒙皮的中心和桁条的中部挠度(位移)较大的位置。如果蒙皮有几个屈曲波,位移测量点不一定在蒙皮的中心。在加筋壁板热屈曲试验中,通常在试验件位移测量点位置点焊上同等材料的金属圆环(1mm-3mm×1mm),使用拉线式位移计进行位移测量。位移计的引线材料需选用耐温性能好、线涨系数较小的材料(如镍基合金丝、碳纤维丝),并将位于加热器内的引线丝进行隔热处理。 4.2 应变片安装方法 根据壁板试验的具体情况,需要不同的应变片安装方法,主要包括: (1)对于受轴压的蒙皮,选用单片应变片测量,沿受压方向,一定要在蒙皮两面“背对背”地粘贴应变片。 (2)对于受剪切或压剪的蒙皮,选用0°-45°-90°应变花测量,一定要在蒙皮两面“背对背”地粘贴应变片,而且,45°片应沿受压方向。 (3)对于蒙皮周边的桁条和隔框,可选用单片应变片测量,沿受载方向,在测量部位的两面“背对背”地粘贴应变片,应变片一般应粘贴在桁条和隔框长度中部的敏感位置。 (4)对于受轴压的蒙皮、桁条和隔框,也可以通过测量其法向挠度(位移)的方法确定失稳临界值。 (5)对于沿蒙皮受压方向的应变测量点,应选在蒙皮的屈曲波峰或波谷处,避免选在拐点附近。 4.3热电偶安装 钛合金具有导热性好、热性能稳定、易于焊接以及在使用温度范围内表面状况无变化等特点,因此最适宜采用在测温表面上焊接热电偶丝的方法进行温度测量。此种方法简便、准确、可靠,通常用来按布点方式测量结构的温度场。在热电偶焊接完成之后,对壁板喷涂耐高温的高辐射率漆,以形成均匀的温度场分布。 4.4温度准确度的测试 对于非金属材料,在进行热结构试验时,由于温度传感器的固定不能采用直接焊接工艺固定,只能采用胶粘剂粘接。由于粘贴剂的厚度以及导热性能影响,温度传感器测试的温度与试验件表面真实的温度有差异。因此,温度测试的准确度需要进行试验标定。测试在金属件上进行,首先在金属表面焊接温度传感器,然后在每一个焊接的温度传感器尽可能相近的位置采用胶粘剂粘接另外的温度传感器,在相同的加热条件下,测试同一部位的温度,两者进行比较。 4.5热流密度计高度修正系数测定 基于能量平衡的原理,通过对热流传感器相关温度变化的测量,得到输入/输出热流传感器的净能量,从而计算出模型的表面热流,这就是热流测量的基本原理。结构热试验的控制点一般都选在代表该温区平均热流密度的位置上,热流密度传感器的探测面应与试验件表面齐平。当探测面与试验件表面黑度一致时,两者接受的热流密度相同,故把此位置定义为控制基准位置。实际上,正式试验件不允许开孔,无法在基准位置安装热流密度传感器,这就需要对热流密度计安装位置系数进行标定修正。 4.6热流损失项测定 为了提高加热效率,一般情况下,试验件表面均进行涂黑处理,以增加表面吸收辐射热的能力。根据辐射换热的基尔霍夫定律可知,在热平衡的条件下,物体的吸收率与辐射率相等,故在增加吸收能力的同时,也增加了对外辐射的能力,其所额外增加的辐射热损失,应在热流密度控制程序中进行补偿,才能使结构表面吸收的热量满足试验要求。热损失的大小一般不能通过理论计算准确得到,往往通过试验进行确定。进行测定时,试验件采用与正式试验件外形相同的模拟件,安装位置和表面状况与正式试验条件一致。测定的方法是:按恒温程序加热,建立恒温状态下的试验件表面温度与吸收热流密度的关系曲线。测试时,在每一恒定温度状态下需要保持一段时间,保证模拟试验件达到热平衡。 |