基于金屬熱變形的散斑干涉測溫技術(shù)研究*

陳滿堂，劉云鵬，劉 楊，王小燕，王 高

（1.北京動(dòng)力機(jī)械研究所，北京 000742；2.焦作大學(xué)信息工程學(xué)院，河南 焦作 454003；3.中北大學(xué)儀器科學(xué)與動(dòng)態(tài)測試教育部重點(diǎn)試驗(yàn)室 太原 030051）

基于金屬熱變形的散斑干涉測溫技術(shù)研究*

陳滿堂1，劉云鵬2，劉 楊1，王小燕3，王 高3

（1.北京動(dòng)力機(jī)械研究所，北京 000742；2.焦作大學(xué)信息工程學(xué)院，河南 焦作 454003；3.中北大學(xué)儀器科學(xué)與動(dòng)態(tài)測試教育部重點(diǎn)試驗(yàn)室 太原 030051）

從熱傳導(dǎo)和熱彈性理論出發(fā)，得出軸對(duì)稱金屬薄板溫度應(yīng)變模型；利用ANSYS有限元計(jì)算分析軟件分析金屬薄板的熱變形狀態(tài)，并與建立的模型進(jìn)行比對(duì)驗(yàn)證；搭建了基于CCD、計(jì)算機(jī)、激光光源的散斑干涉溫度測量實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，以鋼質(zhì)薄板作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，記錄不同溫度下對(duì)應(yīng)薄板熱變形的散斑圖像數(shù)據(jù)；得到了散斑干涉條紋與鋼板熱應(yīng)變的對(duì)應(yīng)關(guān)系，進(jìn)而得到了溫度與熱應(yīng)變的關(guān)系。通過理論分析和散斑干涉實(shí)驗(yàn)平臺(tái)獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證表明，金屬熱變形溫度測試技術(shù)方案可行，為兵器、航天領(lǐng)域振動(dòng)、腐蝕等惡劣條件下的溫度測試，提供了一種全新方案。

數(shù)字散斑干涉，溫度與形變，熱變形，ANSYS

引言

溫度的測試與控制在航空航天及國防兵器裝備的研究、設(shè)計(jì)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)及生產(chǎn)中具有十分重要的作用。如應(yīng)用在航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，要求對(duì)研究對(duì)象燃燒室溫度精確測量；兵器、核工業(yè)和爆炸實(shí)驗(yàn)測試中溫度場的測量［1］；化學(xué)容器內(nèi)腐蝕性液體溫度測量；對(duì)坦克、裝甲車輛離合器在轉(zhuǎn)動(dòng)過程主動(dòng)與從動(dòng)部分之間相對(duì)滑動(dòng)產(chǎn)生的離合器溫度測量；……