異種金屬連接構件在熱-力耦合工況條件下服役時，在熱、力的作用下異質連接界面會發生應力變形導致連接界面位置產生空洞、裂紋等缺陷。缺陷影響材料的導電性能，可利用電阻分析技術對裂紋的萌生和擴展進行監測。基于 LabVIEW編程語言環境，利用數據采集卡及霍爾電流、電壓傳感器、溫度、位移傳感器設計了一套熱-力耦合電檢測系統。結合鋁/鋼連續驅動摩擦焊實例，通過分析動態電阻和延伸率的變化，得到復合構件在服役過程中接頭失效機理。實踐證明，該系統可為異種金屬連接構件的實驗研究及現場服役監測提供技術支持。

　　1、硬件系統

　　搭建的熱-力耦合實驗平臺如圖1所示。整個實驗平臺包括加熱設備、恒流直流電源、數據采集卡和傳感器模塊。加熱設備為采用PID程序控制的立式管式爐，能夠滿足實驗的精度需要。直流電源為艾德克斯IT6832，可提供0~32 V、0~6 A的調節范圍，恒流模式下精度為0.2%，設定值+10 mA。采用NI USB-6009數據采集卡對熱-電耦合實驗中的電壓信號進行采集，數據采集卡提供有8個模擬輸入通道，單通道最大采樣率為48 kS/s，允許的輸入量程為±10 V。傳感模塊包括霍爾電流傳感器、霍爾電壓傳感器、溫度傳感器及信號放大電路組成和位移傳感器。霍爾電流傳感器為CHB-25NP，通過選擇5 A的量程范圍可以對0±7 A的直流、交流及脈沖電流信號進行測量，輸出與原邊相同波形的電流信號，配合放大電路使其輸出為電壓信號。電壓傳感器選擇CHV-25P，原邊輸入范圍為0±14 mA，輸出端同樣為電流信號，需要配合放大電路轉化為電壓信號。溫度傳感器為K型熱電偶搭配AD8495芯片對其進行溫度轉換，測量實驗溫度的變化值。DA-5直線位移傳感器分辨率為0.1 μm，可輸出0±5 V范圍的電壓值，測量在熱-力耦合過程中位移的變化范圍。采用立式加熱爐進行加熱，底部砝碼連接夾具施加豎直方向的載荷力。

　　2 軟件系統

　　軟件系統包括數據采集模塊、數據處理模塊和數據存儲模塊。軟件系統主要對長時間的熱-力耦合過程施加在復合構件上的電流信號，產生的電壓信號、實驗溫度以及縱向位移量等數據進行采集、處理和儲存，然后計算出實驗過程中的動態電阻和延伸率。

　　系統前面板主要由采集路徑設置、通道設置、采樣設置、數據顯示界面組成，如圖2所示。實驗時可對文件存儲路徑、采集通道、采樣率等相關參數進行設置，同時設置均值時間，以滿足不同的精度需求。在軟件系統上主要有DAQmx創建采集通道、采樣時鐘以及讀取設置完成對各路電壓信號的同步采集。數據處理模塊要求較高的采樣率以及采樣精度的同時，還需要盡可能產生少的數據量。對原始數據進行均值化處理可以消除在量綱和數量上的影響，全面反映出原始數據中的變異程度使結果更加準確。均勻化處理用式（1）表明：

　　式中　P為采樣率；t為均值時間；x1為處理后數據。

　　對處理后各通道數據增加標簽和相應時間，以文本的形式儲存在計算機中。程序的后面板如圖3所示。

　　總結

　?。?）利用LabVIEW開發了一套適合長時間進行異質構件熱-力耦合實驗的采集系統，系統具有采集精度高、可靠性強等優點，通過對動態電阻的采集分析得出復合構件可靠性的評估。

　?。?）通過鋁/鋼連續驅動焊接構件實例對采集系統進行了驗證。宏觀上構件延伸率的增加導致界面位置出現明顯的頸縮現象。微觀上依據動態電阻的變化可以分為穩態期、裂紋萌生期、深塑區裂紋擴展期、界面穩定期四個階段。利用電阻檢測技術，揭示了裂紋在鋁鋼復合構件深塑區的演變趨勢。