应变、应力的测量

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1、2021/8/13第八章应变、应力和转矩的测量1第一节应变、应力的测量应用电阻应变片和应变仪测定构件的表面应变，然后再根据应变与应力的关系式，确定构件表面应力状态是一种最常见的实验应力分析方法。根据被测应变的性质和工作频率的不同，可采用不同的应变仪。静态载荷作用下的应变，以及变化十分缓慢或变化后能很快稳定下来的应变，可采用静态电阻应变仪。以静态应变测量为主，兼作200Hz以下的低频动态测量可采用静动态电阻应变仪。测量0～2000Hz范围的动态应变，采用动态电阻应变仪；这类应变仪通常具有4~8个通道。测量0~20000Hz的动态过程和爆炸、冲击等瞬态变化过程，则采用超动态电

2、阻应变仪。我国目前生产的电阻应变仪大多采用调幅放大电路，一般由电桥、前置放大器、功率放大器、相敏检波器、低通滤波器、振荡器、稳压电源等单元组成。一、应变仪的电桥特性应变仪中多采用交流电桥，电源以载波频率供电，四个桥臂均为电阻，由可调电容来平衡分布电容，但基本公式与直流电桥具有相似的形式。2021/8/13第八章应变、应力和转矩的测量2第一节应变、应力的测量初始状态电桥的各臂阻值相等，且考虑到R<

3、/13第八章应变、应力和转矩的测量3第一节应变、应力的测量二、应变片的布置和接桥方法应变片的布置和电桥连接应根据测量的目的、对载荷分布的估计而定。在测量复合载荷作用下的应变时，还应利用应变片的布置和接桥方法来消除相互影响的因素。表8-2列举了轴向拉伸（压缩）载荷下应变测量时应变片的布置和接桥方法。从表中清楚看到不同的布置和接桥方法对灵敏度、温度补偿情况和消除弯矩影响是不同的。一般应优先选用输出信号大、能实现温度补偿、粘贴方便和便于分析的方案。2021/8/13第八章应变、应力和转矩的测量4第一节应变、应力的测量表中符号说明：Sg-应变片的灵敏度；u0-供桥电压；-被测件

4、的泊松比；i-应变仪测读的应变值，即指示应变；-所要测量的机械应变值。2021/8/13第八章应变、应力和转矩的测量5第一节应变、应力的测量表中符号说明：Sg-应变片的灵敏度；u0-供桥电压；-被测件的泊桑比；i-应交仪测读的应变值，即指示应变；-所要测量的机械应变值。2021/8/13第八章应变、应力和转矩的测量6第一节应变、应力的测量表中符号说明：Sg-应变片的灵敏度；u0-供桥电压；-被测件的泊桑比；i-应交仪测读的应变值，即指示应变；-所要测量的机械应变值。2021/8/13第八章应变、应力和转矩的测量7第一节应变、应力的测量三、在平面应力状态下主

5、应力的测定在实际工作中，常常需要测量一般平面应力场内的主应力，其主应力方向可能是已知的或未知的。（一）已知主应力方向2021/8/13第八章应变、应力和转矩的测量8第一节应变、应力的测量（二）主应力方向未知一般采取贴应变花的办法来进行测量。对于平面应力状态，如能测出某点三个方向的应变。1、2和3，就可以计算该点主应力的大小和方向。应变花（见图3-8c）是由三个（或多个）互相之间按一定角度关系排列的应变片所组成的，用它可以测量某点三个方向的应变，然后按已知公式可求出主应力的大小和方向。图8-2列举了几种常用的应变花构造原理图，其主应力计算公式都有现成公式可查。现在市场

6、上已有多种图案复杂的应变花供应.2021/8/13第八章应变、应力和转矩的测量9第一节应变、应力的测量四、提高应变测量精确度的措施在使用电阻应变片测量应变时，应尽可能消除各种误差，以提高测试精确度。一般可采用下列措施：l）选择合适的仪器并进行准确的定度。2）消除导线电阻引起的影响。3）减小读数漂移。4）补偿温度影响。5）减少贴片误差测量单向应变时，应变片的轴线与主应变方向有偏差时，也会产生测量误差。6）力求应变片实际工作条件和额定条件的一致7）排除测量现场的电磁干扰2021/8/13第八章应变、应力和转矩的测量10第一节应变、应力的测量五、测点的选择测点的选择和布置对能否

7、正确了解结构的受力情况和实现正确的测量影响很大。测点愈多，愈能了解结构的应力分布状况，然而却增加了测试和数据处理的工作量和贴片误差。因此，根据应以最少的测点达到足够真实地反映结构受力状态的原则，来选择测点。为此，一般应考虑：l）预先对结构进行大致的受力分析，一预测其变形形式，找出危险断面及危险位置。这些地方一般是处在应力最大或变形最大的部位，而最大应力一般又是在弯矩、剪力或扭矩最大的截面上。然后。根据受力分析和测试要求，结合实践经验最后选定测点。2）在截面尺寸急剧变化的部位或因孔、槽导致应力集中的部位，应适当多布置一些测点，以