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申请/专利权人：武汉科技大学

摘要：本发明公开一种捕捉焊趾多裂纹萌生时间和位置的实验装置，该捕捉焊趾多裂纹萌生时间和位置的实验装置采用多根并排布置的第一光纤光栅应变传感器捕捉焊趾裂纹，所述第一光纤光栅应变传感器结构简单，体积小，重量轻，轮廓可变，可以适应各种复杂结构的损伤检测，因此探究焊趾形貌对疲劳裂纹的影响时，能够非常密集地布置在焊趾曲线的多个特征点部位，从而可检测凹凸不平的曲面上特征点的疲劳损伤情况；并且，光纤光栅稳定性好、耐酸碱抗腐蚀、抗电磁和噪声干扰、精度高、无电火花、复用能力强、易于实现远距离多通道的遥测与控制。

主权项：1.一种捕捉焊趾多裂纹萌生时间和位置的实验装置，其特征在于，包括：第一光纤光栅应变传感器、第一光纤跳线、光纤光栅解调仪、工控机，所述第一光纤光栅应变传感器为多根，多根所述第一光纤光栅应变传感器的光栅段的中部均垂直贴敷于疲劳试件的一条焊趾布置，且所述第一光纤光栅应变传感器贴敷于与所述焊趾相邻的母材表面、焊缝表面；所述第一光纤光栅应变传感器固定连接于所述焊趾、与所述焊趾相邻的母材表面、焊缝表面，并且多根所述第一光纤光栅应变传感器依次并排布置；所述第一光纤跳线为多根，每根所述第一光纤跳线的一端至少与一根所述第一光纤光栅应变传感器的一端相连接，每根所述第一光纤跳线的另一端与所述光纤光栅解调仪上的多个光纤接口一一对应相连接；所述光纤光栅解调仪与所述工控机信号连接，所述第一光纤光栅应变传感器上靠近所述母材的位置与所述母材表面通过胶带粘接固定，所述第一光纤光栅应变传感器上靠近所述焊缝的位置与所述焊缝表面通过胶带粘接固定；并且所述胶带粘接固定的位置均紧邻所述焊趾布置，所述第一光纤光栅应变传感器贴敷于所述焊趾的位置粘贴有透明胶带，所述第一光纤光栅应变传感器贴敷于所述焊趾的位置及所述透明胶带表面压覆有磁性橡胶板，所述磁性橡胶板包括具有磁性的一个合页板及一个弹性橡胶板，所述合页板包括第一连接板及第二连接板，所述第一连接板的一侧与所述第二连接板的一侧铰接；所述弹性橡胶板的同一端面的两侧分别与所述第一连接板、第二连接板固定连接；所述第一连接板具有所述弹性橡胶板的一面压覆于所述母材表面靠近所述焊趾的区域，所述第二连接板具有所述弹性橡胶板的一面压覆于所述焊缝表面靠近所述焊趾的区域，所述的实验装置还包括第二光纤光栅应变传感器及第二光纤跳线，所述第二光纤光栅应变传感器的光栅段的中部固定贴敷于所述母材表面远离所述焊趾的区域，并且所述第二光纤光栅应变传感器的光栅段垂直于所述焊趾布置；所述第二光纤跳线的一端与所述第二光纤光栅应变传感器的一端相连接，所述第二光纤跳线的另一端与所述光纤光栅解调仪上的光纤接口相连接。

全文数据：一种捕捉焊趾多裂纹萌生时间和位置的实验装置及方法技术领域本发明涉及焊接结构裂纹萌生的检测装置，具体涉及一种捕捉焊趾多裂纹萌生时间和位置的实验装置。背景技术焊接结构被广泛用于工业生产中，焊接结构中的常见问题是由疲劳载荷或腐蚀引起的疲劳损伤，而损伤的主要表现形式为疲劳裂纹。焊件初始缺陷和焊缝几何形状的不连续，造成局部应力集中，是在疲劳载荷下出现疲劳裂纹的主要原因。实践证明，若发现裂纹不及时修复，设备长期被迫带病运行，早期形成的微小裂纹，尤其是过渡性及危险性裂纹，可能导致严重后果。因此研发一种高效廉价的焊接结构裂纹检测装置，用于在线、实时、动态记录焊缝裂纹信息，以分析焊趾形貌对焊缝疲劳裂纹的萌生、扩展、断裂整个过程的影响，对如何降低疲劳损伤风险，提升结构的安全性能十分重要。为检测焊接结构疲劳裂纹、降低疲劳损伤风险，现有技术已经存在许多检测方法：离线检测方法：包括目测法，染料渗透，磁粉，涡流检测等。目测法是最为传统及使用较多的方法，但不能检测细微的裂纹，且测量精度较低；染料渗透仅能检测致密性金属的表面开口型宏观陷，而且渗入裂纹内部的渗透剂和染色剂难以清洗。磁粉检测只能用于检测铁磁性材料的表面或近表面的缺陷，需停机检测,无法实现实时、在线检测，检测过程同样繁琐。涡流检测容易受外界磁场的影响，只能检测铁磁性材料，检测深度仅为2-3mm。上述方法中都需要停机甚至切样后再检测，较难实现全过程在线、实时、动态的裂纹萌生和扩展过程的检测和疲劳损伤程度评估,检测形式也比较单一。在线检测方法：包括声发射、压电传感器PZT、电阻应变片、电位法和超声等检测方法。声发射技术最主要的优点是实现了动态实时检测，声发射信号计数、有效值、信号强度等对裂纹的萌生和扩展过程比较敏感，缺点是易受噪声干扰和定量检测裂纹萌生和扩展尺寸仍然存在一定的困难，而且只是间接的通过裂纹萌生和扩展释放的损伤信号来进行检测，无法通过图像的形式直观的实时检测裂纹从萌生到扩展直至断裂的整个过程。电阻应变片检测，因应变片本身具有一定的宽度，在较小的测量平面内无法布置多个，不利用探究焊趾形貌与裂纹萌生点的关系，且应变片受磁场、放射性、化学腐蚀等因素影响。压电传感器PZT驱动的兰姆波可用于检测局部裂纹及对裂纹进行定位，但其实际应用受到电磁干扰的影响。电位法需要建立精准的修正曲线才能够准确检测小裂纹；超声检测技术是目前定量检测精度和可靠度较高的检测手段，但同样难以实现动态实时检测，而且检测自动化程度较低。这些方法要么操作繁琐、结构复杂，不适用于恶劣环境，要么无法实现对考虑焊趾形貌的疲劳裂纹的检测。发明内容本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种捕捉焊趾多裂纹萌生时间和位置的实验装置，解决现有技术中的检测装置易受磁场、化学腐蚀干扰的技术问题。为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种捕捉焊趾多裂纹萌生时间和位置的实验装置，其特征在于，包括：第一光纤光栅应变传感器、第一光纤跳线、光纤光栅解调仪、工控机，所述第一光纤光栅应变传感器为多根，多根所述第一光纤光栅应变传感器的光栅段的中部均垂直贴敷于疲劳试件的一条焊趾布置，且所述第一光纤光栅应变传感器贴敷于与所述焊趾相邻的母材表面、焊缝表面；所述第一光纤光栅应变传感器固定连接于所述焊趾、与所述焊趾相邻的母材表面、焊缝表面，并且多根所述第一光纤光栅应变传感器依次并排布置；所述第一光纤跳线为多根，每根所述第一光纤跳线的一端至少与一根所述第一光纤光栅应变传感器的一端相连接，每根所述第一光纤跳线的另一端与所述光纤光栅解调仪上的多个光纤接口一一对应相连接；所述光纤光栅解调仪与所述工控机信号连接。与现有技术相比，本发明的有益效果包括：该捕捉焊趾多裂纹萌生时间和位置的实验装置采用多根并排布置的第一光纤光栅应变传感器捕捉焊趾裂纹，所述第一光纤光栅应变传感器结构简单，体积小，重量轻，轮廓可变，可以适应各种复杂结构的损伤检测，因此探究焊趾形貌对疲劳裂纹的影响时，能够非常密集地布置在焊趾曲线的多个特征点部位，从而可检测凹凸不平的曲面上特征点的疲劳损伤情况；并且，光纤光栅稳定性好、耐酸碱抗腐蚀、抗电磁和噪声干扰、精度高、无电火花、复用能力强、易于实现远距离多通道的遥测与控制。附图说明图1是本发明中疲劳试件的正面结构示意图。图2是图1侧视结构示意图。图3是图2中疲劳试件装夹于疲劳试验机上时的结构示意图。图4是本发明中疲劳试件与第二光纤光栅应变传感器、第三光纤光栅应变传感器的连接结构示意图。图5是图4侧视结构示意图。图6是本发明中疲劳试件与第一光纤光栅应变传感器、第二光纤光栅应变传感器、第三光纤光栅应变传感器的连接结构示意图。图7是本发明中磁性橡胶板的侧面结构示意图。图8是图7中磁性橡胶板弯折后的结构示意图。图9是图7的俯视面结构示意图。图10是本发明中疲劳试件与第一光纤光栅应变传感器、第二光纤光栅应变传感器、第三光纤光栅应变传感器、磁性橡胶板的连接结构示意图。图11是本发明的连接结构示意图。具体实施方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。请参阅图1～11，本实施例提供一种捕捉焊趾多裂纹萌生时间和位置的实验装置，其特征在于，包括：第一光纤光栅应变传感器1、第一光纤跳线4、光纤光栅解调仪5、工控机。所述第一光纤光栅应变传感器1为多根，多根所述第一光纤光栅应变传感器1的光栅段的中部均垂直贴敷于疲劳试件的一条焊趾c1布置，且所述第一光纤光栅应变传感器1贴敷于与所述焊趾c1相邻的母材表面、焊缝表c面；所述第一光纤光栅应变传感器1固定连接于所述焊趾c1、与所述焊趾c1相邻的母材表面、焊缝c表面，并且多根所述第一光纤光栅应变传感器1依次并排布置；所述第一光纤跳线4为多根，每根所述第一光纤跳线4的一端至少与一根所述第一光纤光栅应变传感器1的一端相连接，每根所述第一光纤跳线4的另一端与所述光纤光栅解调仪5上的多个光纤接口一一对应相连接；所述光纤光栅解调仪5与所述工控机信号连接，该捕捉焊趾多裂纹萌生时间和位置的实验装置采用多根并排布置的第一光纤光栅应变传感器1捕捉焊趾裂纹，所述第一光纤光栅应变传感器1结构简单，体积小，重量轻，轮廓可变，可以适应各种复杂结构的损伤检测，因此探究焊趾c1形貌对疲劳裂纹的影响时，能够非常密集地布置在焊趾c1曲线的多个特征点部位，从而可检测凹凸不平的曲面上特征点的疲劳损伤情况；并且，光纤光栅稳定性好、耐酸碱抗腐蚀、抗电磁和噪声干扰、精度高、无电火花、复用能力强、易于实现远距离多通道的遥测与控制；所述第一光纤光栅应变传感器1的另自由端作为预留端，当所述第一光纤光栅应变传感器1与所述第一光纤跳线4连接的一端损坏时，把所述第一光纤光栅应变传感器1的自由端与第一光纤跳线4连接,继续进行实验，无需更换第一光纤光栅应变传感器1；由于光纤光栅解调仪5的光纤接口一般为四个或八个，接口数量有限，从而需要将每根所述第一光纤跳线4的一端尽量连接多的所述第一光纤光栅应变传感器1，所述第一光纤跳线4的一端与所述第一光纤光栅应变传感器1的一端采用光纤熔接机熔融连接，从而使得光路导通，附图中为了清楚示意，每根所述第一光纤跳线4的一端仅与一根所述第一光纤光栅应变传感器1相连。第一种固定方式为：所述第一光纤光栅应变传感器1上靠近所述母材的位置与所述母材表面通过胶带粘接固定，所述胶带可以采用透明胶带也可以采用不透明胶带，所述第一光纤光栅应变传感器1上靠近所述焊c缝的位置与所述焊缝c表面通过胶带粘接固定，所述胶带可以采用透明胶带也可以采用不透明胶带；并且所述胶带粘接固定的位置均紧邻所述焊趾c1布置；所述第一光纤光栅应变传感器1贴敷于所述焊趾c1的位置涂覆有固定胶水。第二中固定方式为：所述第一光纤光栅应变传感器1上靠近所述母材的位置与所述母材表面通过胶带粘接固定，所述第一光纤光栅应变传感器1上靠近所述焊缝c的位置与所述焊缝c表面通过胶带粘接固定；并且所述胶带粘接固定的位置均紧邻所述焊趾c1布置；所述第一光纤光栅应变传感器1贴敷于所述焊趾c1的位置粘贴有透明胶带，所述第一光纤光栅应变传感器1贴敷于所述焊趾c1的位置及所述透明胶表面压覆有磁性橡胶板8；本实施例中，所述磁性橡胶板8包括具有磁性的一个合页板81及一个弹性橡胶板82，所述合页板81包括第一连接板811及第二连接板812，所述第一连接板811的一侧与所述第二连接板812的一侧铰接；所述弹性橡胶板82的同一端面的两侧分别与所述第一连接板811、第二连接板812固定连接；所述第一连接板811具有所述弹性橡胶板82的一面压覆于所述母材表面靠近所述焊趾c1的区域，所述第二连接板812具有所述弹性橡胶板82的一面压覆于所述焊缝c表面靠近所述焊趾c1的区域；所述弹性橡胶板82的厚度为3mm。优选的，所述的实验装置还包括第二光纤光栅应变传感器2及第二光纤跳线6，所述第二光纤光栅应变传感器2的光栅段的中部固定贴敷于所述母材表面远离所述焊趾c1的区域，并且所述第二光纤光栅应变传感器2的光栅段垂直于所述焊趾c1布置；所述第二光纤跳线6的一端与所述第二光纤光栅应变传感器2的一端相连接，所述第二光纤跳线6的另一端与所述光纤光栅解调仪5上的光纤接口相连接。优选的，所述的实验装置还包括第三光纤光栅应变传感器3及第三光纤跳线7，所述第三光纤光栅应变传感器3的光栅段的中部固定贴敷于另一母材表面远离所述焊趾c1的区域，并且所述第三光纤光栅应变传感器3的光栅段平行于所述焊趾c1布置；所述第三光纤跳线7的一端与所述第三光纤光栅应变传感器3的一端相连接，所述第三光纤跳线7的另一端与所述光纤光栅解调仪5上的光纤接口相连接。具体的，本实施例中，所述疲劳试件为十字焊接接头疲劳试件，其包括一个第一金属板a及两个第二金属板b，所述第一金属板a的两个侧面上均垂直焊接一所述第二金属板b，且两个所述第二金属板b对称固定于所述第一金属板a的两个侧面；每个所述第二金属板b的两侧面与所述第一金属板a的连接位置均设置有一条焊缝c，所述焊缝c的表面与所述第二金属板b交界处为所述焊趾c1；所述第二金属板b的厚度小于所述第一金属板a的厚度；一所述第二金属板b远离所述第一金属板a的一端被疲劳试验机的下夹具d夹持固定，另一所述第二金属板b远离所述第一金属板a的一端被所述疲劳试验机的上夹具e夹持固定，所述疲劳试验机用于对两个所述第二金属板b提供交变拉力载荷。所述交变拉力载荷频率较高时，第一光纤光栅应变传感器1与十字焊接接头疲劳试件的固定方法为：所述第一光纤光栅应变传感器1上靠近所述第二金属板b的位置与所述第二金属板b通过胶带粘接固定，所述第一光纤光栅应变传感器1上靠近所述焊缝c的位置与所述焊缝c表面通过胶带粘接固定；并且所述胶带粘接固定的位置均紧邻所述焊趾c1布置；随后，在所述第一光纤光栅应变传感器1贴敷于所述焊趾c1的位置粘贴透明胶，最后，在所述第一光纤光栅应变传感器1敷贴于所述焊趾c1的位置及所述透明胶表面涂覆固定胶水，使得所述第一光纤光栅应变传感器1的光栅段与所述焊趾c1固定连接，静置72小时，待固定胶水凝固后，启动所述疲劳试验机进行试验，但是这种固定方法，实验完成之后，所述第一光纤光栅应变传感器1无法拆卸再次使用，本实施例中，所述透明胶带及所述胶带均采用耐高温胶带。所述交变拉力载荷频率较低时，第一光纤光栅应变传感器1与十字焊接接头疲劳试件的固定方法为：所述第一光纤光栅应变传感器1上靠近所述第二金属板b的位置与所述第二金属板b通过胶带粘接固定，所述第一光纤光栅应变传感器1上靠近所述焊缝c的位置与所述焊缝c表面通过胶带粘接固定；并且所述胶带粘接固定的位置均紧邻所述焊趾c1布置；随后，在所述第一光纤光栅应变传感器1贴敷于所述焊趾c1的位置粘贴透明胶，最后，在所述第一光纤光栅应变传感器1贴敷于所述焊趾c1的位置及所述透明胶表面压覆一磁性橡胶板8，使得所述第一光纤光栅应变传感器1的光栅段与所述焊趾c1固定连接，实验完成之后，便于拆卸所述磁性橡胶板8及所述第一光纤1，从而便于再次使用，节约实验资源。具体的，所述第一连接板811具有所述弹性橡胶板82的一面压覆于所述第二金属板b表面靠近所述焊趾c1的区域，所述第二连接板b具有所述弹性橡胶板的一面压覆于所述焊缝表面靠近所述焊趾的区域。所述第二金属板b表面布置有一第二光纤光栅应变传感器2，所述第二光纤光栅应变传感器2的光栅段固定贴敷于所述第二金属板b的表面，并且所述第二光纤光栅应变传感器2的光栅段垂直于所述第一金属板a布置；所述第二光纤光栅应变传感器2的一端与一根第二光纤跳线的一端相连接，所述第二光纤光栅应变传感器2的另一端为自由端；所述第二光纤跳线6的另一端与所述光纤光栅解调仪5上的一个光纤接口相连接，本实施例中所述第二光纤光栅应变传感器2与所述第二金属板b的连接部位尽量远离所述焊趾c1的位置布置，用于校验获取应变的准确性；并且所述第二光纤光栅应变传感器2的中部涂覆有固定胶水。考虑到温度对应变结果的影响，所述第一金属板a表面布置有一第三光纤光栅应变传感器3，所述第三光纤光栅应变传感器3的中部固定贴敷于所述第一金属板a的端面，并且所述第三光纤光栅应变传感器3的光栅段平行于所述第一金属板a及所述第二金属板b布置；所述第三光纤光栅应变传感器3的一端与一根第三光纤跳线7的一端相连接，所述第三光纤光栅应变传感器3的另一端为自由端；所述第三光纤跳线7的另一端与所述光纤光栅解调仪5上的一个光纤接口相连接，显然本实施例中所述第三光纤3布置于所述第一金属板a的非受力方向，用于温度补偿；并且所述第三光纤光栅应变传感器3的中部涂覆有固定胶水。本发明还提供了一种如前所述的实验装置的捕捉焊趾多裂纹萌生时间和位置的方法，包括以下步骤：1、光信号发射：所述光纤光栅解调仪5的光纤接口向所述第一光纤跳线4发射宽带光，所述第一光纤跳线的将宽带光导入所述第一光纤光栅应变传感器1；显然，实验之前需要将每根所述第一光纤光栅应变传感器1、第二光纤光栅应变传感器2、第三光纤光栅应变传感器3的未加载时反射的波长值侧出来，从而便于数据采集处理时区分各个传感器；2、光信号反射：宽带光经过所述第一光纤光栅应变传感器1的光栅段，不同的所述第一光纤光栅应变传感器1的光栅段反射不同波长的光波；当所述疲劳试件受到交变拉力载荷时，所述第一光纤光栅应变传感器1的光栅段随所述焊趾的测点发生形变而被拉长，使得所述第一光纤光栅应变传感器1的光栅段反射的光波的波长增大；3、光电转换：所述光纤光栅解调仪5的光纤接口接收反射回的光波，并将所述光波信号解调为电信号；4、数据处理：所述工控机接收所述光纤光栅解调仪5解调后的电信号，并判断每根所述第一光纤光栅应变传感器1反射光波的波长增大值是否超过预设阈值，最早超过预设阈值的光波对应的所述第一光纤光栅应变传感器1布置的测点即为焊趾裂纹最早萌生位置，超过预设阈值的时间即为焊趾裂纹最早萌生时间，随后萌生的位置为第二萌生位置、第三萌生位置等等。该捕捉焊趾多裂纹萌生时间和位置的实验装置采用多根并排布置的第一光纤光栅应变传感器1捕捉焊趾裂纹，所述第一光纤光栅应变传感器1结构简单，体积小，重量轻，轮廓可变，可以适应各种复杂结构的损伤检测，因此探究焊趾形貌对疲劳裂纹的影响时，能够非常密集地布置在焊趾曲线的多个特征点部位，从而可检测凹凸不平的曲面上特征点的疲劳损伤情况；并且，光纤光栅稳定性好、耐酸碱抗腐蚀、抗电磁和噪声干扰、精度高、无电火花、复用能力强、易于实现远距离多通道的遥测与控制；本实施例中，十字焊接接头试件的焊趾区域几何形状不规则，造成局部应力集中，是裂纹易萌生位置，不同区域的局部应力集中程度不同，通过沿焊趾曲线较小间距的布置光纤光栅，利用光纤光栅获取应变时间历程曲线，将应变斜率突变点所对应的时间做为裂纹萌生时间点，应变斜率突变最早的测点及中期应力峰值最大的测点都可做为判断裂纹萌生位置参量；因应力应变集中越明显，其中期应变峰值越大，应变斜率突变时间越早，裂纹较易在此处萌生；本实施例中利用MATLAB进行数据处理，将所采集的波长信号转换为应变信号，其公式为：ε＝λcollect-λstart×10001.2，其中λcollet为采集的实时波长值，λstart为光纤光栅未加载时的波长值，得出其应变变程的时间历程曲线，以反映裂纹的萌生、扩展、断裂；其中以应变变程斜率突变较早的测点为裂纹萌生位置，应变变程斜率突变点所对应的时间，即为裂纹的萌生时间，当光纤光栅应变传感器布置的越密，检测结果越准确。以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

权利要求：1.一种捕捉焊趾多裂纹萌生时间和位置的实验装置，其特征在于，包括：第一光纤光栅应变传感器、第一光纤跳线、光纤光栅解调仪、工控机，所述第一光纤光栅应变传感器为多根，多根所述第一光纤光栅应变传感器的光栅段的中部均垂直贴敷于疲劳试件的一条焊趾布置，且所述第一光纤光栅应变传感器贴敷于与所述焊趾相邻的母材表面、焊缝表面；所述第一光纤光栅应变传感器固定连接于所述焊趾、与所述焊趾相邻的母材表面、焊缝表面，并且多根所述第一光纤光栅应变传感器依次并排布置；所述第一光纤跳线为多根，每根所述第一光纤跳线的一端至少与一根所述第一光纤光栅应变传感器的一端相连接，每根所述第一光纤跳线的另一端与所述光纤光栅解调仪上的多个光纤接口一一对应相连接；所述光纤光栅解调仪与所述工控机信号连接。2.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，所述第一光纤光栅应变传感器上靠近所述母材的位置与所述母材表面通过胶带粘接固定，所述第一光纤光栅应变传感器上靠近所述焊缝的位置与所述焊缝表面通过胶带粘接固定；并且所述胶带粘接固定的位置均紧邻所述焊趾布置；所述第一光纤光栅应变传感器贴敷于所述焊趾的位置涂覆有固定胶水。3.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，所述第一光纤光栅应变传感器上靠近所述母材的位置与所述母材表面通过胶带粘接固定，所述第一光纤光栅应变传感器上靠近所述焊缝的位置与所述焊缝表面通过胶带粘接固定；并且所述胶带粘接固定的位置均紧邻所述焊趾布置；所述第一光纤光栅应变传感器贴敷于所述焊趾的位置粘贴有透明胶带，所述第一光纤光栅应变传感器贴敷于所述焊趾的位置及所述透明胶表面压覆有磁性橡胶板。4.根据权利要求3所述的实验装置，其特征在于，所述磁性橡胶板包括具有磁性的一个合页板及一个弹性橡胶板，所述合页板包括第一连接板及第二连接板，所述第一连接板的一侧与所述第二连接板的一侧铰接；所述弹性橡胶板的同一端面的两侧分别与所述第一连接板、第二连接板固定连接；所述第一连接板具有所述弹性橡胶板的一面压覆于所述母材表面靠近所述焊趾的区域，所述第二连接板具有所述弹性橡胶板的一面压覆于所述焊缝表面靠近所述焊趾的区域。5.根据权利要求4所述的实验装置，其特征在于，所述弹性橡胶板的厚度为3mm。6.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，所述的实验装置还包括第二光纤光栅应变传感器及第二光纤跳线，所述第二光纤光栅应变传感器的光栅段的中部固定贴敷于所述母材表面远离所述焊趾的区域，并且所述第二光纤光栅应变传感器的光栅段垂直于所述焊趾布置；所述第二光纤跳线的一端与所述第二光纤光栅应变传感器的一端相连接，所述第二光纤跳线的另一端与所述光纤光栅解调仪上的光纤接口相连接。7.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，所述的实验装置还包括第三光纤光栅应变传感器及第三光纤跳线，所述第三光纤光栅应变传感器的光栅段的中部固定贴敷于另一母材表面远离所述焊趾的区域，并且所述第三光纤光栅应变传感器的光栅段平行于所述焊趾布置；所述第三光纤跳线的一端与所述第三光纤光栅应变传感器的一端相连接，所述第三光纤跳线的另一端与所述光纤光栅解调仪上的光纤接口相连接。8.一种如权利要求1～7中任一所述的实验装置的捕捉焊趾多裂纹萌生时间和位置的方法，包括以下步骤：1、光信号发射：所述光纤光栅解调仪的光纤接口向所述第一光纤跳线发射宽带光，所述第一光纤跳线的将宽带光导入所述第一光纤光栅应变传感器；2、光信号反射：宽带光经过所述第一光纤光栅应变传感器的光栅段，不同的所述第一光纤光栅应变传感器的光栅段反射不同波长的光波；当所述疲劳试件受到交变拉力载荷时，所述第一光纤光栅应变传感器的光栅段随所述焊趾的测点发生形变而被拉长，使得所述第一光纤光栅应变传感器的光栅段反射的光波的波长增大；3、光电转换：所述光纤光栅解调仪的光纤接口接收反射回的光波，并将所述光波信号解调为电信号；4、数据处理：所述工控机接收所述光纤光栅解调仪解调后的电信号，并判断每根所述第一光纤光栅应变传感器反射光波的波长增大值是否超过预设阈值，最早超过预设阈值的光波对应的所述第一光纤光栅应变传感器布置的测点即为焊趾裂纹最早萌生位置，超过预设阈值的时间即为焊趾裂纹最早萌生时间。

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