《应变测量学习.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《应变测量学习.pptx（41页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、材料力学实验力学实验中心材料力学实验材料力学理论应力，应变分析理论实验验证零件疲劳设计校核构件动态强度设计校核构件零件静动态应变（含变形）应力实测构件静强度，刚度、稳定性设计、校核构件塑性设计强度校核一绪论1、材料力学实验与材料力学第1页/共41页材料力学实验力学实验中心2、材料力学实验的主要内容（1）材料力学性能测定a，为构件设计提供材料的力学性能指标和参数。如等；b，材料材质复验；c，评定材料的热处理工艺、焊接工艺；d，构件失效分析；e，研究新型合金材料。合成材料。（2）验证理论验证理论有三层意义验证现有理论验证新建立的理论修正、发展理论第2页/共41页力学实验中心材料力学实验（3）应力分
2、析实验：主要介绍应变电测及光弹性实验特点：只要是变形固体，不管结构形状、受力如何复杂，也不必准确了解边界条件，在某些特殊条件下，用实验方法甚至能比理论计算更简便、迅速准确的提供结果或结论。第3页/共41页力学实验中心材料力学实验例例（1 1）：）：1010万万kWkW大型变压器真空箱的稳定性实验大型变压器真空箱的稳定性实验失稳真空度（）不会失稳第4页/共41页力学实验中心材料力学实验例例（2 2）：胜利埕北油田）：胜利埕北油田25A25A，管桩及导管应力实测。，管桩及导管应力实测。载荷复杂多变，边界条件难于准确确定。载荷复杂多变，边界条件难于准确确定。第5页/共41页力学实验中心材料力学实验例
3、例（3 3）：光弹性实验）：光弹性实验 全场显示应力，特别适用开孔、开槽零件的全场显示应力，特别适用开孔、开槽零件的 应力集中系数测定应力集中系数测定 第6页/共41页材料力学实验力学实验中心3、材料力学实验的方法（1）材料力学性能测定:执行国家标准GB/T；（2）应力分析实验：决定于实验目的（3）要求：独立完成性能实验结果表达：执行修约规定表格形式的报告曲线图一律用方格纸描述，并用光滑曲线连接应力分析保留小数后一到二位第7页/共41页二电测应力分析应变电测原理适用范围：结构构件金属、非金属材料表面应力测量；静、动态（含冲击）应变应力测量；高速旋转构件应力测量；结构高压液下；高低温条件下的应力
4、测量原理电阻应变仪应变计变形固体F1F2FnF3广义虎克定律应变分析第8页/共41页1、金属电阻丝的“应变效应”Ks称为金属电阻丝的灵敏系数FFl第9页/共41页图为康铜丝的曲线，镍铬丝在小应变条件下关系亦为直线第10页/共41页2、电阻应变计的工作原理（1）电阻应变计（片）构造。利用金属电阻丝应变效应制成用于构件应变测量的敏感元件第11页/共41页bl敏感栅（丝绕或箔栅）引出线基底（纸基或胶基）第12页/共41页（2）使用 用特制的胶水粘贴于构件表面，丝栅长度平行于待测应变方向。（3）原理 K 应变计灵敏系数，与Ks有区别K通过实验标定。第13页/共41页（4）主要技术指标a，初始电阻值R（
5、）测量必须数据，工程应变测量选R120。b，应变计灵敏系数K由厂方提供，测量必须数据。c，应变计标距l(或敏感栅尺寸bl)根据测试对象目的而定。第14页/共41页（5）应变计类型：按构造分纸基浸胶丝绕式；胶基箔式；半导体应变计；金属底基焊接式等，其他按测量应变范围，按用途分，按使用温度分已不下数千种。第15页/共41页应变计第16页/共41页应变计第17页/共41页应变计（单片放大）第18页/共41页3、应变电桥及其输出测量电阻变化一般用惠斯登电桥（即4臂电桥），电源E1称为桥压。I1I4第19页/共41页当R1R3=R2R4 或R1/R2=R4/R3 时UBD0称为电桥的平衡条件。实测时，随
6、着构件的受力变形R1R4发生变化为R1R1R1，R2R2R2，R3R3R3，R4R4R4代入（2）式可见或略去分子当中的高阶微量，分母当中的R项，经整理得（3）第20页/共41页说明电桥输出电压的变化与四个桥臂电阻变化的总和成正比或与测点应变总和成正比。其次，对角桥臂电阻变化率或应变相加，邻臂的电阻变化率或应变相减。这种规律称为电桥输出的加减特性。（3）式简化结果产生的误差不会超过5，根据其原理可以制成专门用于测量的电阻应变仪。第21页/共41页4、数字电阻应变仪（1）电原理框图电压变换器桥压E1电源放大器滤波器A/D数显表头模数转换电桥第22页/共41页（2）YE2538程控应变仪面板结构及
7、其使用方法第23页/共41页使用方法（1）组桥a，1/4桥接法（静态多点应变测量常用的接法），桥路形式bR-1，所有测量片均接AB，连接片连于BB。共用一枚补偿片。b，半桥接法AB,BC接应变片，桥路bR-2,c，全桥接法四个桥臂均接应变片，多用于传感器电路，桥路bR-4（2）K，R设定（3）平衡、测量(有关详细的使用方法由实验室多媒体室介绍，或见网上资料)第24页/共41页该仪器特点是各通道可以独立选择不同的测量桥路形式、使用不同K的应变计和不同R的应变计。第25页/共41页5、有关应变电测法的若干问题（a）温度变化会产生电阻变化（b）应变计线膨胀系数与被测工件线膨胀系数不同，温度变化会产生
8、附加电阻变化，必须设法消除（1），温度补偿第26页/共41页温度补偿方法a，补偿块补偿法FF(补偿块必须与被测工件同材料且置于被测工件旁)第27页/共41页温度补偿方法b，工作片补偿法不允许单独设置补偿块的构件应变测量用工作片补偿法c，补偿应变片必需接于测量应变片的邻臂第28页/共41页（2）应变计的串连及其应用串连的2枚应变片所测的应变自动取平均RaRbRcRdABCR1R2第29页/共41页（3）静态多点应变测量当测点较多，希望加一次载荷能同时读下所有测点应变时，可利用1/4桥接法，事先把所有测点接到应变仪的AB桥臂上，共用一枚补偿片接于公共补偿桥臂上，利用测点转换按键同时读出各个测点的应
9、变。第30页/共41页用途（a）偏心受拉压构件测轴向应变（b）测材料弹性模量时用串连半桥测量电路第31页/共41页6、应变片式传感器及其设计概要不同结构形式的弹性元件应变片组成不同用途的应变式传感器。可用于测拉、压力，弯矩、扭矩、加速度、位移（或变形）、倾角等。高比例极限材料。低弹性模量的材料。应变片贴于应变的敏感区，并利用全桥测量的加减特性使输出灵敏度最大。第32页/共41页例例：园环式小负载拉压力传感器：园环式小负载拉压力传感器第33页/共41页按贴片要求取b8mm（1）（2）t取3mm时（3）应变（4）全桥接法第34页/共41页（5）输出灵敏度，设E15V，K=2.0灵敏度3.33mV/V，合适若要求能分辨1N力，则最小输出为8.3 V，相当于3/N有足够精度。（6）标定：做F曲线，用线性回归求斜率，其斜率即为标定系数C（N/）（实际测量时会和设计有微小差别，应用时以实际标定为准）第35页/共41页其他形式的传感器梁式大负荷压力传感器第36页/共41页其他形式的传感器悬臂梁式测变形或位移第37页/共41页其他形式的传感器测钢丝绳张力第38页/共41页其他形式的传感器测倾角第39页/共41页END第40页/共41页感谢您的观看。第41页/共41页