一种材料性能参数获取方法

专利名称：一种材料性能参数获取方法
技术领域：
本发明涉及材料性能检测及数据处理领域，特别涉及一种材料性能参数获取方法。
背景技术：
在对材料特别是高端材料进行应用 前，需要对其材料性能进行测试依据材料性能参数来判断材料的实际用途，其中，材料性能参数一般有应力值、应变值及损耗角值等。当材料处于一定温度、一定频率的微波信号作用中在外力作用下不能产生位移时，它的几何形状和尺寸将发生形变，这种形变称为应变。材料发生形变时内部产生了大小相等但方向相反的作用力抵抗外力，单位面积上的这种反作用力称为应力。而应变滞后应力，两者之间存在相位差，这种相位差即损耗角。但目前没有一种材料性能参数获取方法来实现材料的性能参数的准确获取。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种材料性能参数获取方法，用以解决现有技术中无法实现对高端材料的性能参数如应变、应力及损耗角的准确获取的技术问题。本发明提供了一种材料性能参数获取方法，该方法包括对预定频率的微波信号进行分频处理，生成与所述微波信号的频率相对应的分频数据；利用所述微波信号获取被测试材料在预定外力作用下的反应数据；依据所述分频数据和所述反应数据获取所述被测试材料处于所述微波信号中的应力值及损耗角值。上述方法，优选地，所述方法还包括获取预设的与所述预定外力相对应的位移控制值；依据所述位移控制值与标准应变值的关系得出与所述位移控制值相对应的标准应变值；获取所述被测试材料在所述预定外力作用下的测试应变值；对所述位移控制值、所述标准应变值及所述测试应变值进行计算，得出实际应变值。上述方法，优选地，所述对所述位移控制值、所述标准应变值及所述测试应变值进行计算，得出实际应变值具体包括将所述位移控制值、所述标准应变值及所述测试应变值分别记为um、by及cy ;获取所述测试应变值cy与所述标准应变值by的偏差cy-by，并依据所述偏差及所
cy-by
述标准应变值获取偏差率一^ ·cy — by依据=臟+ ^~X臟获取实际应变值；
by其中，为所述测试应变值的偏差率相对于所述位移控制值的偏差值，
by
计算得出的wy为所述实际应变值。上述方法，优选地，依据所述分频数据和所述反应数据获取所述被测试材料处于所述微波信号中的应力值及损耗角值具体包括提取所述反应数据的中间数据，获取中间数据数组；对所述中间数据数组进行第偶数个数据和第奇数个数据提取，分别得到第一中间数据数组和第二中间数据数组；对所述分频数据、所述第一中间数据数组及所述第二中间数据数组进行计算，获取应力值及损耗角值。上述方法，优选地，对所述分频数据、所述第一中间数据数组及所述第二中间数据数组进行计算，获取应力值及损耗角值包括分别将所述分频数据及所述第一中间数据数组分为多个数组，对所述分频数据及所述第一中间数据数组分组后的数据进行计算，得到第一应力数据数组；分别将所述分频数据及所述第二中间数据数组分为多个数组，对所述分频数据及所述第二中间数据数组分组后的数据进行计算，得到第二应力数据数组和第三应力数据数组；对所述第二应力数据数组中的各项数据进行排序，获取应力值；依据所述第一应力数据数组和所述第三应力数据数组获取中间应力数据数组；判断所述中间应力数据数组中各项数据是否大于270度，如果是，获取所述数据大于270度的数据项与360度的差值绝对值，并将所述绝对值作为中间应力数据数组中与所述数据项相对应的数据项，否则，将所述数据项作为所述中间应力数据数组中于所述数据项相对应的数据项；对所述中间应力数据数组中的各项数据进行排序，获取损耗角值。本发明提供的一种材料性能参数获取方法通过对预定频率的微波信号进行分频处理，并利用所述微波信号获取被测试材料在预定外力作用下的反应数据，依据所述分频数据和所述反应数据获取所述被测试材料处于所述微波信号中的应力值及损耗角值，同时，获取与所述预定外力相对应的位移控制值，依据所述位移控制值与标准应变值的关系得出与所述位移控制值相对应的标准应变值并获取所述被测试材料在所述预定外力作用下的测试应变值，对所述位移控制值、所述标准应变值及所述测试应变值进行计算，得出实际应变值。从而依据所述应力值、所述损耗角值及所述应变值对被测试材料的用途进行判断。当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。



为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I为本发明提供的一种材料性能参数获取方法实施例一的流程图；图2为本发明提供的一种材料性能参数获取方法实施例二的部分流程图；图3为本发明提供的一种材料性能参数获取方法实施例二的部分流程图；图4为本发明提供的一种材料性能参数获取方法实施例三的流程图；
图5为本发明提供的一种材料性能参数获取方法实施例三的部分流程图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。参考图1，其示出了本发明提供的一种材料性能参数获取方法的流程图，所述方法可以包括以下步骤步骤101 :对预定频率的微波信号进行分频处理，生成与所述微波信号的频率相对应的分频数据。其中，本发明提供的方法实施例一用于被测试材料的性能参数获取，被测试材料的性能参数是指处于某一特定频率的微波信号作用下，对被测试材料施加预定外力但被测试材料位移不变，其几何形状及尺寸会发生形变，此时被测试材料的形变称为应变。而被测试材料在发生形变时，被测试材料内部会产生大小相等但方向相反的作用力抵抗该预定外力，单位面积上的这种力为应力。而应变滞后应力，两者之间存在相位差，该相位差及损耗角。其中，在对微波信号发生器产生的预施加于被测试材料的高频微波信号进行分频处理得到与该微波信号的频率相对应的分频数据。步骤102 :利用所述微波信号获取被测试材料在预定外力作用下的反应数据。其中，所述步骤101与所述步骤102顺序可以互换，而不影响本发明方法的执行结
果O其中，将所述高频微波信号作用于被测试材料，同时对被测试材料施加预定外力，获取处于所述微波信号作用下的被测试材料在所述预定外力下的反应数据。步骤103 :依据所述分频数据和所述反应数据获取所述被测试材料处于所述微波信号中的应力值及损耗角值。其中，对所述分频数据和所述反应数据进行计算，依据所述分配数据和所述反应数据获取所述被测试材料处于所述微波信号中的应力值和损耗角值。由上述方案可知，本发明提供的一种材料性能参数获取方法实施例一通过对预定频率的微波信号进行分频处理，生成与所述微波信号的频率相对应的分频数据，利用所述微波信号获取被测试材料在预定外力作用下的反应数据，并依据所述分频数据和所述反应数据获取所述被测试材料处于所述微波信号中的应力值及损耗角值。从而依据所述应力值和所述损耗角值对被测试材料的用途进行判断。
参考图2，其示出了本发明提供的一种材料性能参数获取方法实施例二的部分流程图，基于本发明方法实施例一，所述方法还可以包括以下步骤步骤201 :获取预设的与所述预定外力相对应的位移控制值。
其中，预先设定对被测试材料施加的外力与其预设置位移控制值的对应关系，在对处于所述微波信号中的被测试材料施加所述预定外力时，获取与所述预定外力相对应的位移控制值。步骤202 :依据所述位移控制值与标准应变值的关系得出与所述位移控制值相对应的标准应变值。其中，在进行所述被测试材料的材料性能参数获取之前，设定所述位移控制值与标准应变值之间的关系。而设定所述位移控制值与标准应变值之间的关系时，可以依据对被测试材料的进行参数获取的历史数据进行设定。由此，依据所述位移控制值与标准应变值的关系得出与所述位移控制值相对应的标准应变值。例如，制定欲控制的位移大小即位移控制值与标准应变值的关系，如数值600对应5微米，在获取到与所述预定外力相对应的位移控制值后，依据上述两者关系得出标准应变值，600*位移控制值/5即与所述位移控制值相对应的标准应变值。步骤203 :获取所述被测试材料在所述预定外力作用下的测试应变值。其中，所述步骤201和所述步骤202与所述步骤203的执行顺序可以调换而不影响本发明方案的执行，例如，先执行所述步骤203，在执行所述步骤201和所述步骤202。其中，对被测试材料处于所述预定外力作用下产生的应变进行数据获取，即获取所述被测试材料在所述预定外力作用下的测试应变值。步骤204 :对所述位移控制值、所述标准应变值及所述测试应变值进行计算，得出实际应变值。其中，在获取到所述位移控制值、所述标准应变值及所述测试应变值后，对所述位移控制值、所述标准应变值及所述测试应变值进行计算得出实际应变值，具体的计算过程，如本发明提供的图3所示，包括步骤301 :将所述位移控制值、所述标准应变值及所述测试应变值分别记为um、by及cy。步骤302 :获取所述测试应变值cy与所述标准应变值by的偏差cy-by，并依据所
述偏差cy-by及所述标准应变值by获取偏差率；
by
cy-by步骤303 i^wy=um-l·—~X臟获取实际应变值；
by其中，为所述测试应变值的偏差率相对于所述位移控制值的偏差值，
by
计算得出的wy为所述实际应变值。由上述方案可知，本发明提供的一种材料性能参数获取方法实施例二通过获取与所述预定外力相对应的位移控制值，依据所述位移控制值与标准应变值的关系得出与所述位移控制值相对应的标准应变值并获取所述被测试材料在所述预定外力作用下的测试应变值，对所述位移控制值、所述标准应变值及所述测试应变值进行计算，得出实际应变值。从而依据所述应变值对被测试材料的用途进行判断。参考图4，其示出了本发明提供的一种材料性能参数获取方法实施例三的流程图，基于本发明方法实施例一，所述步骤103可以包括以下步骤步骤403 :提取所述反应数据的中间数据，获取中间数据数组。其中，在对所述分频数据和所述反应数据进行计算之前，为提高数据计算的准确性，对所述反应数据进行数据提取，可以依据预设的提取规则，提取所述反应数据的中间数据，并由所述提取的中间数据组成中间数据数组，其数组大小依据所述提取规则而定。步骤404 :对所述中间数据数组进行第偶数个数据和第奇数个数据提取，分别得到第一中间数据数组和第二中间数据数组。其中，对由准确数据提取得到的所述中间数据数组进行再次数据提取，分成两组数据，即对所述中间数据数组进行第偶数个数据提取，得到由第偶数个数据组成的第一中间数据数组，将所述中间数据数组中剩余的第奇数个数据组成第二中间数据数组。步骤405 :对所述分频数据、所述第一中间数据数组及所述第二中间数据数组进行计算，获取应力值及损耗角值。需要说明的是，所述步骤401和所述步骤402与本发明方法实施例一中所述步骤101和所述步骤102所述一致，在此不再赘述。其中，在所述步骤405中，具体的计算过程，如本发明提供的图5所示，包括步骤501 :分别将所述分频数据及所述第一中间数据数组分为多个数组，对所述分频数据及所述第一中间数据数组分组后的数据进行计算，得到第一应力数据数组。其中，将所述分频数据、所述第一中间数据数组、所述第二中间数据数组分别记为w[nl]、yIData[n3]及y2Data[n4],其中，nl、n3及n4分别为所述分频数据、所述第一中间数据数组及所述第二中间数据数组中数据个数。其中，所述步骤501中，分别将w[nl]和ylData[n3]分为多个数组,对w[nl]和YIData[n3]分组后的数据进行计算，得到第一应力数据数组，可以记为deg yi [n8]；其中，n8为所述第一应力数据数组中数据个数。其中，所述步骤501中具体的计算过程，包括分别将wt [nl]与ylData[n3]分为多个数组，形成多个分别由两个数组组成的数组组合集合，例如将wt [nl]与ylData[n3]分为10个数组,提取其中一组数组组合wtl [n5]和 yDatal[n6]；其中，n5和n6分别为数组wtl [n5]和数组yDatal [n6]中数据个数；
权利要求
1.一种材料性能参数获取方法，其特征在于，该方法包括对预定频率的微波信号进行分频处理，生成与所述微波信号的频率相对应的分频数据；利用所述微波信号获取被测试材料在预定外力作用下的反应数据；依据所述分频数据和所述反应数据获取所述被测试材料处于所述微波信号中的应力值及损耗角值。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述方法还包括获取预设的与所述预定外力相对应的位移控制值；依据所述位移控制值与标准应变值的关系得出与所述位移控制值相对应的标准应变值；获取所述被测试材料在所述预定外力作用下的测试应变值；对所述位移控制值、所述标准应变值及所述测试应变值进行计算，得出实际应变值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述位移控制值、所述标准应变值及所述测试应变值进行计算，得出实际应变值具体包括将所述位移控制值、所述标准应变值及所述测试应变值分别记为um、by及cy ；获取所述测试应变值cy与所述标准应变值by的偏差cy-by,并依据所述偏差cy_by及 所述标准应变值by获取偏差率
4.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，依据所述分频数据和所述反应数据获取所述被测试材料处于所述微波信号中的应力值及损耗角值具体包括提取所述反应数据的中间数据，获取中间数据数组；对所述中间数据数组进行第偶数个数据和第奇数个数据提取，分别得到第一中间数据数组和第二中间数据数组；对所述分频数据、所述第一中间数据数组及所述第二中间数据数组进行计算，获取应力值及损耗角值。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，对所述分频数据、所述第一中间数据数组及所述第二中间数据数组进行计算，获取应力值及损耗角值包括分别将所述分频数据及所述第一中间数据数组分为多个数组，对所述分频数据及所述第一中间数据数组分组后的数据进行计算，得到第一应力数据数组；分别将所述分频数据及所述第二中间数据数组分为多个数组，对所述分频数据及所述第二中间数据数组分组后的数据进行计算，得到第二应力数据数组和第三应力数据数组；对所述第二应力数据数组中的各项数据进行排序，获取应力值；依据所述第一应力数据数组和所述第三应力数据数组获取中间应力数据数组；判断所述中间应力数据数组中各项数据是否大于270度，如果是，获取所述数据大于.270度的数据项与360度的差值绝对值，并将所述绝对值作为中间应力数据数组中与所述数据项相对应的数据项，否则，将所述数据项作为所述中间应力数据数组中与所述数据项相对应的数据项；对所述中间应力数据数组中的各项数据进行排序，获取损耗角值。
全文摘要
本发明提供了一种材料性能参数获取方法，该方法包括对预定频率的微波信号进行分频处理，生成与所述微波信号的频率相对应的分频数据；利用所述微波信号获取被测试材料在预定外力作用下的反应数据；依据所述分频数据和所述反应数据获取所述被测试材料处于所述微波信号中的应力值及损耗角值。所述方法还包括获取预设的与所述预定外力相对应的位移控制值；依据所述位移控制值与标准应变值的关系得出与所述位移控制值相对应的标准应变值；获取所述被测试材料在所述预定外力作用下的测试应变值；对所述位移控制值、所述标准应变值及所述测试应变值进行计算，得出实际应变值。
文档编号G01N22/00GK102621161SQ20121009296
公开日2012年8月1日 申请日期2012年3月31日 优先权日2012年3月31日
发明者吴存琦, 徐经伟, 李俊玲, 白石英, 耿超 申请人:中国科学院长春应用化学研究所