工程力学 教学课件 作者 顾成军姜益军廖东斌 主编 第13章 实验应力分析基础.ppt

尚辅网 尚辅网 尚辅网 13.4.1.1 平行云纹法 节距P是已知的，只要测出云纹间距，利用上面两个公式可求出垂直于栅线方向的均匀拉（或压）应变。如果不是均匀拉（或压），此值表示两相邻云纹之间长度上的平均应变。 13.4.1 云纹法 尚辅网 13.4.1.2 转角云纹法 试件栅与基准栅重叠并使栅线方向沿垂直于拉伸（或压缩）方向放置，试件变形前，将基准栅有微小转角θ（0.2°～1.5°），得到的云纹图像称“转角云纹”，如图13-17中的OA。拉伸加载变形后，得到的云纹OA1仍称“转角云纹”。 13.4.1 云纹法 尚辅网 若基准栅和试件栅在变形前的节距均为a则试件的拉伸应变可由图中的几何关系计算，得 在此应当指出，只有精确地测量角θ和ψ才能得到较准确的应变值。应变的计算公式几点说明： 当试件栅与基准栅栅距相等，试件没有应变时云纹与基准栅的夹角 与试件栅的夹角是 ； 实践中θ值很小（约0.2°～1.5°），故可认为,ε=0时转角云纹近似垂直于基准栅栅线； ψ和θ角逆时针方向为正，顺时针方向为负，求得应变正号为拉应变，负号为压应变。 13.4.1 云纹法 尚辅网 上面所介绍的方法，说明了云纹法测量面内变形及应变的基本原理，系采用了最简便的平行栅线型式。在平面应变场测应变时，试件栅按互相垂直方向在试件上粘贴两次，分别得到u和v两个位移场云纹图而求出应变，此方法限于静态测量。若采用光学信息处理中的空间滤波器处理，可以得到清晰的云纹图像，也适于动态应变测量。 图13-8为理想情况下云纹法测量得到的对径受压圆盘u和v位移场云纹图。 13.4.1 云纹法 尚辅网 用相干性好的激光照射漫反射表面的物体，这些表面漫反射光犹如无数小的相干点光源所发出的光，它们之间也是相干光，彼此也要发生干涉，则在物体表面前边的空间形成了无数随机分布的亮点和暗点，称为散斑。 变形的电子散斑图像干涉（ESPI）测量技术 面内变形的测量 剪切散斑干涉方法（shearography） 13.4.2 散斑干涉计量技术的基本原理 尚辅网 散斑干涉技术与其他光测技术相比得优点： 对防振措施和对测试物体表面的要求较低，且测试灵敏度和精度都比较高； 不存在在测试物体表面制栅，从而导致产生难以确定的初始应变.应力问题； 容易适应各种恶劣环境下进行测量等优点使其易于推广应用。 13.4.2 散斑干涉计量技术的基本原理 尚辅网 Thank you * * * * * 工程力学 尚辅网 测量电路 2 电阻应变片 1 第13章　实验应力分析基础 光测弹性力学基本原理 现代光测力学技术简介 3 4 尚辅网 13.1 电阻应变片 1 2 应变片的构造 电阻丝的应变效应 3 4 应变片分类 电阻应变片的选用 5 应变片的工作特性 尚辅网 应变片又称应变计，是应变测量中的主要元件。应变片的种类繁多，最常应用的是丝绕式电阻应变片和金属箔电阻应变片。其结构如图13-1所示，电阻应变片由四部分构成：敏感栅、引出线、基底、覆盖层。其作用是保证电阻应变片与试件共同变形，以便准确地把试件变形传递给敏感栅，而且保证试件与敏感栅之间有足够大的绝缘度。 13.1.1 应变片的构造 尚辅网 金属导体的电阻随其变形 （伸长或缩短）而发生改变的一种物理现象叫金属导线的应变效应。 推导得 上式中，KS称为电阻丝灵敏系数。可见电阻变化率与应变量成正比。 13.1.2 电阻丝的应变效应 尚辅网 13.1.3 应变片分类 13.1.3.1 丝绕式圆角栅应变片 该种应变片敏感栅用绕丝机绕成，基底多用纸，价格便宜。其缺点是端部有半圆形弧段，造成横向效应（可参考更专业的电阻应变测量原理书籍了解横向效应的概念），测量精度不高，耐湿#耐高温性能也不好。 尚辅网 13.1.3 应变片分类 13.1.3.2 箔式应变片 该种应变片是用厚度0.0001～0.01mm的金属箔作为敏感栅，箔片材料为康铜、镍铬合金等，利用光刻技术制成。参见图13-2，它的几何形状和尺寸非常精密，其横向部分可以做成宽栅条，横向效应很小；散热性能好，允许较大电流通过；疲劳寿命长。其缺点是工艺较复杂，制造难度大。 尚辅网 13.1.3 应变片分类 13.1.3.3 应变花 为了测量平面应力场中某测点的主应力大小和方向，常常需要测量该点上两个或三个方向上的应变，这就需要在一个基底上粘贴2～4个电阻丝栅，它们方向事先已安置妥当，称为应变花。常用的应变花有两片直角、三片直角45°、三片等角、四片直角等型式。参见图13-3。 尚辅网 13.1.4 电阻应变片的选用 为了合理地选择应变片，可采用如下原则和方法： 按照测试温度选择应变片的基底材料； 敏感栅结构形状和尺寸选择； 根据工作环境条件考虑； 电阻值选择。 尚辅网 13.1.5 应变片的