结构静载试验-第3节应变测试技术.ppt

《结构静载试验-第3节应变测试技术.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第三章结构静载试验结构静载试验是最常规的试验之一。静载试验中使用的仪器、仪表和设备可分为加载设备、测试元件和仪表、放大仪和记录仪等仪器设备。试验中观测的物理量为力、位移、应变、温度、裂缝宽度与分布、破坏或失稳形态等。一、静载试验加载设备二、试验装置的支座设计三、应变测试技术四、静载试验用仪器仪表五、静载试验准备与实施六、结构静载试验示例三、应变测试技术在外力作用下，工程结构内部产生应力，不同部位的应力值是评定结构工作状态的重要指标，也是建立结构理论的重要依据。但是，目前直接测定构件截面的应力值还没有

2、较好的方法，一般方法是先测定应变，而后通过σ=Eε的关系间接测定应力，或由已知的σ-ε关系曲线查得应力。应变量测在工程结构试验量测中有极其重要的地位。应变量测往往还是其他物理量量测的基础。为什么要进行结构应变测试1、应变的测量原理：量测应变通常是在预定的标准长度范围(称“标距”)L内进行。量测长度变化增量的平均值ΔL,由应变的定义式ε=ΔL/L求得ε，这就是应变量测的基本原理。所以，应变的量测实质上是量测标距L的变化增量ΔL。2、常用方法：应变量测方法很多，主要有电测法、机测法和光测法等。怎样进行结

3、构应变测试（一）机测法机测法：利用机械式仪表，测量试验构件上两点之间的相对线位移，然后在转换为应变值。实际上，只要可以测到两点之间的位移，都可以将其转换为应变。双杠杆应变仪手持式应变仪机测法优点：试验操作简单，数据可靠，不受电磁等因素干扰。机测法限制：1.不适合应变变化较大区域内的应变测量2.不能自动记录，测读时间较长，测点布置困难。3.温度补偿困难。（二）电测法电测法（非电量的电测技术）在测量过程中，常将某些物理量（如长度）发生的变化，先变换为电参量的变化，然后用量电器进行量测，这种方法称为电测法

4、。在结构试验中，因结构受外荷载或受温度及约束等原因而产生应变，应变为机械量（即非电量），用量电器量测非电量，首先必须把非电量（应变）转换成电量的变化，然后才能用量电器量测。量测由应变引起的电量变化称为应变电测法。利用材料的电阻变化测量应变——电阻应变电测法电测法以电阻应变仪量测为主。电测法的基本原理是；将一种特制的电阻应变片作为传感元件，牢靠地粘贴在被测试件表面，当试件由于受到外荷载的作用而发生变形时，电阻应变片也随之变形，并发生电阻的变化。在一定的工作范围内，电阻应变片的电阻变化与试件发生的应变成

5、比例关系。根据测得的电阻变化，通过应变仪可获得试件上被测点的应变值。3.1电阻应变片的原理及构造1、电阻应变片的原理利用电阻应变片作为传感元件，将应变片贴在被测物体上，会随被测物体的变形而拉长或收缩，从而改变电阻值，反映被测物体应变的大小。图1电阻应变计基本组成待测非电量ε电阻变化△R应变值ε①感受应变：ε△R②测量△R：应变仪将应变片的△R经惠斯顿电桥→△U或△I，放大器；输出应变值。图2金属丝的电阻应变原理1.受力前的金属丝2.受力后的金属丝：金属丝的电阻值：金属丝的电阻率：金属丝的截面积

6、（通常为圆断面）：金属丝的长度：金属丝的泊松比金属丝的电阻应变原理1.受力前的金属丝2.受力后的金属丝（4.1）（4.2）（4.3）灵敏系数K：表示单位应变引起的相对电阻变化应变片灵敏系数是使用应变片的重要数据。它主要取决于敏感栅的材料、型式和几何尺寸。应变片的灵敏系数受到多种因素的影响，无法由理论求得，是由制造厂经抽样在专门的设备上进行标定，并于包装上注明。常用的应变片灵敏度系数为2—2.4。由上式可知，只要测出敏感栅的电阻变化率即可确定构件的应变。等强度梁静态应变测试采用等强度钢梁，钢梁的μ=0

7、.285，L=150mm,室温、单向受力状态，应变片丝栅方向与最大主应变方向一致，采用砝码在梁一端施加作用力P=0.1KN，测得挠度为1.5mm，实测量得电阻由120Ω变为120.12Ω，求得应变片的实际灵敏度K。梁高h=5mm梁长L=150mmP⑴△R/R:△R/R=（120.12-120）/120=0.001Ω⑵ε:σ=Eε=Mh/2I①f=ML2/3EI②ε=3hf/2L2=0.0005⑶K:K=△R/R/ε=2.02、电阻应变片的构造敏感栅：用金属材料或半导体材料制成的单丝或栅状丝。基底:纸

8、基和胶基覆盖层引出线电阻应变片构造示意图1.引出线2.敏感栅3.覆盖层4.基底层敏感栅：用金属材料或半导体材料制成的单丝或栅状丝。敏感栅的形状与尺寸直接影响到应变片的性能。栅长和栅宽代表应变片的标称尺寸，即规格。基底和覆盖层：它们起定位和保护电阻丝的作用，并使电阻丝和被测试件之间绝缘。基底的尺寸通常代表应变片的外形尺寸。引出线：通过测量导线接入应变测量桥。引出线一般都采用镀银、镀锡或镀合金的软铜线制成，在制造应变片时与电阻丝焊接在一起3、电阻应变片的种类及分类按敏感栅