含缺陷高聚物材料热致磁效应多场耦合集成测试仪器的研制

(1)研制一台含缺陷高聚物材料热致磁效应多场耦合集成测试仪器，它是在含缺陷流变物体"热致磁感应强度峰值点随动跟踪测量系统"和"热致磁效应全域测量系统"的研制基础上的创造性发展。首先，它所测量的区域不限于裂纹尖端热致磁感应强度峰值点；其次，它将原有全域测量系统中电子拉伸机、红外热像仪和数据采集装置的"个别控制"模式，跃升为集温度测量、磁场采集和载荷控制于一体的"一键式"集成模式；因而软、硬件需要更新设计和进一步深入探索。它源于已完成课题的启发、研究实践经验的积累，但更具先进性、精确性和科学性。(2)在新仪器研制的基础上，以一类高聚物材料为实验对象，对含不同尺寸和分布形式缺陷的试样在不同拉伸速率下进行准静态致断拉伸实验，同步测量其损伤破坏过程区全域温度场和热致磁场等分布状态和演化规律，为建立高聚物材料失效准则、破坏理论和寿命预测，为高聚物材料的微结构设计和流变性能设计提供实验手段和理论依据。

研制成功一台含缺陷高聚物材料热致磁效应多场耦合集成测试仪器，该仪器于2013年12月10日获得湖南省计量检测研究院的校准证书（证书编号：2013120607165），其技术参数达到或超过项目申报书预计的精度要求。该仪器是在含缺陷流变物体“热致磁感应强度峰值点随动跟踪测量系统（NNSF10172073）”和“热致磁效应全域测量系统（NNSF10672191）”的研制基础上的创造性发展。首先，它所测量的区域不再限于裂纹尖端热致磁感应强度峰值点的二维（2D）测量，而是采用五点位布置HMC2003巨磁电阻传感器覆盖材料拉伸变形中损伤破坏过程区全域的三维（3D）测量，因而能测量试样三轴方向的热致磁场。上述磁场不但消除了地磁场与电子拉伸机等实验背景磁场对测试结果的影响，同时消除了磁传感器温度漂移对磁测结果的影响，在此基础上，获得了较为精确的缓变微弱磁场数据；其次，该仪器将原有全域测量系统中电子拉伸机、红外热像仪和数据采集装置的“个别控制”模式，跃升为集温度测量、磁场采集和载荷控制于一体的“一键式”集成模式，实现了对试样的力场、位移场、温度场、热致磁场进行实时同步耦合测试和分析。不难看出，新仪器更具先进性、精确性和科学性。.上述由2D测量到3D测量的跃升,以及由“个别控制”模式到“一键式”集成模式的跃升均是以该多场耦合集成测试仪器的软、硬件创新性研究为基础和前提的。项目组成员所开发的多个分析、控制软件中已有两个获国家版权局计算机软件著作权登记证书（软著登字第0580287号、第0580273号）; 所开发的主控柜、传感器、多场耦合测试电路等硬件，申请获得了1个国家发明专利和7个实用新型专利授权，另有两个国家发明专利已通过实质审查和公开程序，将于近期获得授权。.在新仪器研制的基础上，以一类高聚物材料为实验对象，对含不同尺寸和分布形式缺陷的试样在不同拉伸速率下进行准静态拉伸致断实验，同步测量了其力场、位移场、温度场和热致磁场等分布状态和演化规律。理论与实验结果分析表明，考虑材料损伤破坏过程中的本构关系时应包含热、电、磁场而非纯粹应力-应变场的贡献。围绕本项目培养硕士和博士研究生各1名；完成中英文学术论文共15篇，其中期刊论文7篇，会议论文6篇，硕士、博士学位论文2篇；SCI、EI源刊4篇；参加国内外学术会议7个10多人次，应邀作国内大会报告1次，国际、国内分会场邀请报告各1次。