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文檔簡介

電阻應(yīng)變及測量橋路演示文稿當前1頁,總共28頁。

人類為了認識和改造客觀世界,就要以測試工作為基礎(chǔ),并且隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展,人類研究對象越來越復(fù)雜,測量的范圍也也越來越廣泛,材料力學測試僅僅是其中的一方面。

材料力學測試主要包括常用材料基本力學性能的測試,以及應(yīng)力、應(yīng)變測試等等。一、概述當前2頁,總共28頁。

研究力學問題一般有兩種途徑,即理論分析和實驗分析。兩者相輔相成。

實驗應(yīng)力分析是用實驗分析方法確定受力構(gòu)件的應(yīng)變、應(yīng)力的一門學科,是材料力學測試的一個重要部分也是本門課程的主要研究內(nèi)容。當前3頁,總共28頁。

通過實驗應(yīng)力分析可以檢驗和提高設(shè)計質(zhì)量、提高工程結(jié)構(gòu)的安全度和可靠性;可以減少材料消耗、降低生產(chǎn)成本;可以為發(fā)展新理論、設(shè)計新型結(jié)構(gòu)、創(chuàng)新工藝以及應(yīng)用新材料提供依據(jù);可以推動理論分析的發(fā)展,并且能有效地解決許多理論上不能解決的實際問題,是一門不斷發(fā)展的學科。當前4頁,總共28頁。二、實驗應(yīng)力分析方法

實驗應(yīng)力分析方法很多,主要有:應(yīng)變電測法、光測法、脆性涂層法和應(yīng)變機械測量法等。其中最廣泛應(yīng)用的是應(yīng)變電測法和光測法。當前5頁,總共28頁。

電阻應(yīng)變測試方法:用電阻應(yīng)變片測定構(gòu)件表面的應(yīng)變,再根據(jù)應(yīng)變—應(yīng)力關(guān)系確定構(gòu)件表面的應(yīng)力狀態(tài)的一種實驗應(yīng)力分析方法。

電測法中有電阻、電容、電感、電磁等多種方法。1、電測法當前6頁,總共28頁。

(1)優(yōu)點:有較高的靈敏度和精度,測量范圍廣,易于實現(xiàn)數(shù)字化和自動化,可在高溫、高壓、強磁、液下等特殊條件下使用,體積小,尺寸小,重量輕,可實現(xiàn)現(xiàn)場的實時檢測。

(2)缺點:只能測構(gòu)表面的應(yīng)變,不能全域性測量,受外界環(huán)境(如溫度)的影響。當前7頁,總共28頁。2、光測法

光彈性法:它是利用偏振光通過具有雙折射效應(yīng)的透明受力模型獲得干涉條紋圖,再根據(jù)條紋與模型內(nèi)主應(yīng)力大小、方向的關(guān)系,得到模型內(nèi)的應(yīng)力分布情況,再由相似理論推導實物的應(yīng)力。

光測法中有光彈性法、全息干涉法、激光散斑干涉法、云紋法等,其中以光彈性法應(yīng)用比較廣泛。當前8頁,總共28頁。三、電阻應(yīng)變片金屬絲的電阻值,與其長度,截面積,電阻率的關(guān)系構(gòu)件受載后,產(chǎn)生應(yīng)變,電阻值的相對變化1、電阻應(yīng)變片工作原理當前9頁,總共28頁。為材料的靈敏系數(shù)當前10頁,總共28頁。2、電阻應(yīng)變片的構(gòu)造電阻應(yīng)變片由敏感柵、引線、基底、蓋層、粘結(jié)劑組成。其構(gòu)造如圖所示:當前11頁,總共28頁。單軸應(yīng)變片—敏感柵只有一根軸線。用于測量單向應(yīng)變。應(yīng)變花:雙軸—二軸三軸—三軸用于測量平面應(yīng)力狀態(tài)。當前12頁,總共28頁。四、應(yīng)變測量電路若彈性模量用此應(yīng)變片用于測量2MPa的應(yīng)力時,其電阻的變化為:從前面的討論知道:電阻應(yīng)變片的作用是將構(gòu)件表面的應(yīng)變轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮璧淖兓F潢P(guān)系式為:當前13頁,總共28頁。對電阻應(yīng)變儀的要求?惠斯登電橋R1兩端的電壓降為:顯然太小了。為了便于測量,需將應(yīng)變片的電阻變化轉(zhuǎn)換成電壓(電流)信號,再將信號放大,然后由指示儀(記錄儀)指示出應(yīng)變值,這一任務(wù)是由電阻應(yīng)變儀來完成的。當前14頁,總共28頁。R1兩端的電壓降為:R4兩端壓降BD兩端的輸出電壓如果各橋臂阻值變化則輸出電壓式中用當前15頁,總共28頁。(精確公式)如果各橋臂阻值變化則輸出電壓式中用BD兩端的輸出電壓為:若將上式展開,并將平衡條件(R1R3=R2R4)代人上式,且略去高階微量,同時考慮應(yīng)變電橋中的等臂電橋和半等臂電橋,上式都可以簡化為:當前16頁,總共28頁??梢跃€性疊加,疊加原則:相鄰橋臂符號相反,相對橋臂符號相同。若四個橋臂為應(yīng)變片,其靈敏度K均相同,代入則電橋輸出電壓為:當前17頁,總共28頁。五.幾種常用的組橋方式1.單臂測量2.半橋測量3.全橋測量4.對臂測量5.溫度補償當前18頁,總共28頁。6.串聯(lián)和并聯(lián)接線法串聯(lián)所以:2.串聯(lián)后橋路電阻增大,在限定電流情況下可加大供橋電壓,加大輸出。1.串聯(lián)橋臂應(yīng)變?yōu)楦鱾€應(yīng)變計應(yīng)變值的算術(shù)平均值當前19頁,總共28頁。并聯(lián)橋臂應(yīng)變?nèi)舾鱾€應(yīng)變計電阻改變量相同并聯(lián)后橋臂電阻減小,輸出電流可以提高。用電流表記錄有利。當前20頁,總共28頁。六.內(nèi)力分離組合變形的構(gòu)件,通過合理布置應(yīng)變片位置和方位,并采用正確的組橋接法可以將應(yīng)變單獨測量出來例1:偏心拉壓為消除偏心的影響在彈性桿件上對稱地貼了四個應(yīng)變片當前21頁,總共28頁。將各點結(jié)果代入公式儀器讀得的應(yīng)變值與待測應(yīng)變值的比成為橋臂系數(shù),本例中橋臂系數(shù)為當前22頁,總共28頁。例2,圓軸受扭矩和拉力共同作用,要求從扭矩中分離拉力影響接成全橋,可得當前23頁,總共28頁。例3.拉彎扭組合變形時應(yīng)變測量分別代表軸向拉力,彎矩和扭矩在被測點450方向上引起的應(yīng)變應(yīng)變儀讀數(shù)為可以測

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