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龙图腾网恭喜哈尔滨工业大学申请的专利一种适用于复合材料侵彻过程解析研究的夹具及试验方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115824795B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-02-18发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211604177.3，技术领域涉及：G01N3/04；该发明授权一种适用于复合材料侵彻过程解析研究的夹具及试验方法是由于尚洋;果立成;李志兴;胡佳;赵飞扬;陈思远;陈占光;刘宇航;丁军锋;王晓宇设计研发完成，并于2022-12-13向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种适用于复合材料侵彻过程解析研究的夹具及试验方法在说明书摘要公布了：一种适用于复合材料侵彻过程解析研究的夹具及试验方法，属于复合材料试验设备技术领域。上、下固定滑块分别与夹持端支座凹槽滑动连接，上、下固定滑块与凹槽后侧壁固定连接将试验件夹紧固定；凹槽后侧壁开有入射槽口，侵彻杆滑槽固定在侵彻杆支座内，侵彻杆与侵彻杆滑槽滑动配合，试验件侵彻区域中心与侵彻杆及入射杆中心共线；两个激光测速仪分别设置在侵彻杆支座与夹持端支座之间外侧及入射杆与侵彻杆支座之间外侧；高速相机一和二分别对准试验件侧面及侵彻杆撞击段区域，试验件侵彻方向的背面方向设置高速相机三和四；高频激光位移计对准试验件侵彻区域背面；红外热成像仪设置在试验件侧面方向。本发明用于复合材料侵彻过程解析研究。

本发明授权一种适用于复合材料侵彻过程解析研究的夹具及试验方法在权利要求书中公布了：1.一种复合材料侵彻过程解析研究的试验方法，其特征在于：所述方法基于一种适用于复合材料侵彻过程解析研究的夹具实现的，所述夹具包括夹持端底板1、夹持端支座2、上固定滑块3、下固定滑块4、入射杆6、侵彻杆7、侵彻杆支座8、侵彻杆滑槽9、高频激光位移计16、红外热成像仪13、两个激光测速仪10、四个高速相机；四个高速相机分别是高速相机一11-1、高速相机二11-2、高速相机三11-3及高速相机四11-4；夹持端支座2固定在夹持端底板1上，夹持端支座2的左前角处开有凹槽14，凹槽14上端和下端分别沿前后方向设有上滑槽和下滑槽，上固定滑块3和下固定滑块4分别与上滑槽和下滑槽滑动连接，上固定滑块3和下固定滑块4分别与凹槽14后侧壁可拆卸固定连接，将复合材料试验件15夹紧固定在上固定滑块3、下固定滑块4与凹槽14后侧壁之间；凹槽14后侧壁开有入射槽口5，入射槽口5位于上固定滑块3和下固定滑块4之间，侵彻杆支座8设置在夹持端支座2后侧，侵彻杆支座8设有贯通前后侧壁的通孔，侵彻杆滑槽9紧密配合固定在通孔内，侵彻杆7与侵彻杆滑槽9滑动配合，且侵彻杆7前端能够通过入射槽口5，入射杆6设置在侵彻杆7后方，且复合材料试验件15侵彻区域中心与侵彻杆7及入射杆6中心共线；两个激光测速仪10分别设置在侵彻杆支座8与夹持端支座2之间的外侧以及入射杆6与侵彻杆支座8之间的外侧；在复合材料试验件15的侧面方向设置高速相机一11-1和高速相机二11-2，其中高速相机一11-1对复合材料试验件15的侧面，高速相机二11-2对准侵彻杆7的撞击段区域，在复合材料试验件15侵彻方向的背面方向设置高速相机三11-3和高速相机四11-4；高频激光位移计16对准复合材料试验件15侵彻区域背面的中心区域，红外热成像仪13设置在复合材料试验件15侧面方向；侵彻杆7由前至后依次由制为一体的撞击段7-1、支撑段7-2和动力段7-3组成，撞击段7-1和支撑段7-2均为圆柱体、方形体或菱形体，且支撑段7-2横截面大于撞击段7-1横截面，动力段7-3为圆盘形状，动力段7-3横截面大于支撑段7-2横截面；四个高速相机附近均设置有补偿光源；所述方法包括以下步骤：步骤一：试验准备阶段；将夹具的夹持端底板1及侵彻杆支座8固定在轻气炮试验装置平台上后，组装夹具及安装复合材料试验件15，并将入射杆6装入轻气炮加载装置发射端；步骤二：试验开展阶段；1开启激光测速仪10、高速相机、高频激光位移计16、红外热成像仪13，同时开启补偿光源；2调整轻气炮气室气压，以满足入射杆6的预期冲击速度，通过控制轻气炮气室空气阀发射入射杆6；3入射杆6撞击侵彻杆7后，侵彻杆7沿侵彻杆滑槽9向前移动，侵彻杆7的撞击段7-1撞击复合材料试验件15；4激光测速仪10、高速相机、高频激光位移计16、红外热成像仪13同步入射杆6发射时开始多物理量采集；步骤三：试验结果分析及后处理阶段；1获取两个激光测速仪10采集数据，分别得到侵彻杆7、入射杆6的入射速度V1和V2；2复合材料试验件15会有三种可能状态，即状态A是完全断裂状态；状态B是临界状态；状态C是未断裂状态，复合材料试验件15已经出现损伤；3获取高速相机二11-2的采集结果，基于像素标定法计算侵彻杆7入射速度V11、状态A时侵彻杆7剩余速度V22和状态B和C时的侵彻杆7反射速度V33，计算公式如下： 计算V22和V33都适用于上述公式；其中：V1用于标定V11的计算精度，获取目标点在不同相片中的像素坐标，再结合初始时刻的像素坐标，即可通过标定系数c计算侵彻杆7的入射速度V11，侵彻杆7在时间段Δt内移动的像素坐标距离为d1，则实际距离即为d＝d1·c，Δt的起始照片和终止照片序号分别是N1和N2，高速相机二11-2的采集帧率设为F；4获取高速相机一11-1的采集结果，观测分析试验过程中在不同形状侵彻杆7以不同速度撞击下复合材料试验件15的原位损伤模式，即对应A、B和C三种不同状态的复合材料试验件15的阶段性损伤特征和失效模式，基于像素标定法计算复合材料试验件15的挠度；试验前在确定好高速相机二11-2的位置后，会拍摄一个静置的标定物体，已知该物体的长度为D，照片内对应该长度的像素坐标距离为d，计算标定参数c；c＝dD式三此式也适用于步骤3中c的计算；在试验过程中基于高速相机一11-1记录复合材料试验件15侧面的变形过程，变形过程中在Δt时间内复合材料试验件15侧面中心点沿侵彻方向的变形的像素坐标距离为W，计算复合材料试验件15的挠度w；w＝Wc式四5获取高速相机三11-3、高速相机四11-4的采集结果，分析试验过程中在不同形状侵彻杆7以不同速度撞击下复合材料试验件15侵彻区域背面的应变、位移变化，基于三维数字图像相关方法对高速相机三11-3、高速相机四11-4采集到的散斑图像进行识别和计算，实现两组采集图像中分析点的一一对应，计算得到复合材料试验件15侵彻区域背面的三维位移场，根据空间坐标点xM,yM,zM三个方向的位移分量u,v,w，通过一阶有限差分法计算速度分量根据式五计算面内应变分量和等效应变； 式五中，由上至下的前三个计算公式分别计算的是11、22和12方向的面内应变分量，等效应变由式五最下面的公式计算得出；11方向定义为材料面内纵向方向，22方向定义为材料面内横向方向、12方向定义为材料面内剪切方向；通过偏微分算法计算散斑区域的表面应变率张量和等效应变率，计算公式六如下； 式六中，由上至下的前三个计算公式分别计算的是11、22和12方向的面内应变率，等效应变率由式六最下面的公式计算得出；P：表示复合材料试验件15侵彻方向的背面散斑区域任意一点；6获取高频激光位移计16的采集结果，分析复合材料试验件15侵彻区域中心沿侵彻方向的变形过程；7获取红外热成像仪13的采集结果，分析试验过程中在不同形状侵彻杆7以不同速度撞击下，复合材料试验件15侵彻区域对应试验状态A、B和C的温度变化，对比高速相机一11-1同步采集获得的复合材料试验件15原位损伤模式，建立复合材料损伤状态同结构温度的相关性表征模型；8分析侵彻试验过程中在不同形状侵彻杆7以不同速度撞击下复合材料试验件15的能量吸收情况。

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