轧制自动控制 第六章应变(应力)测量.ppt

第六章 应变（应力）测量 6.1 概述 6.2 单一变形时的应变测量 6.3 复合变形时对某一应变成分的测量 6.4 例题 6.1 概述 6.1 概述 6.2 单一变形时的应变测量 6.2.1 单向拉伸(压缩) 应变测量 6.2.2 弯曲应变测量 6.2.3 扭转应变测量 6.2.4 剪切应变测量 6.2.1单向拉伸(压缩) 应变测量 6.2.1单向拉伸(压缩) 应变测量 6.2.2 弯曲应变测量 6.2.2 弯曲应变测量 6.2.3 扭转应变测量 6.2.3 扭转应变测量 6.2.4 剪切应变测量 6.3 复合变形时对某一应变成分的测量 6.3.1 弯曲、拉（压）的组合作用 6.3.2 扭转、拉（压）弯曲的组合作用 6.3.1 弯曲、拉（压）的组合作用 6.3.1 弯曲、拉（压）的组合作用 6.3.2扭转、拉（压）弯曲的组合作用 6.3.2扭转、拉（压）弯曲的组合作用 6.3.2扭转、拉（压）弯曲的组合作用 6.3.2扭转、拉（压）弯曲的组合作用 6.3.2扭转、拉（压）弯曲的组合作用 6.4 例题 习题2：如题图所示，在一圆轴上同时承受拉力（P）、弯矩（N）及扭矩（M）载荷共同作用（E、μ、Wt已知），如果采用四枚应变片组成全桥，试分析如何贴片、才能只测量扭矩，同时消除拉力和弯矩的影响？并给出扭矩M的计算公式。 在圆轴承受弯矩最大和最小处沿45度方向贴四枚应变片。 复习题 周期信号的频谱特点； 单位脉冲函数定义和性质； 使用单位脉冲函数表示正余弦函数的频谱； 测试系统的静态特性； 已知系统的频率响应函数为H(jw)，输入信号为 ，则输出信号为？ 电阻应变片的工作原理； 直流电桥的桥压输出公式？ 桥臂系数的取值有哪几种？ 一圆轴受拉、弯、扭三种载荷的作用，如何贴片组桥才能测量其中一种载荷，此时桥臂系数为？ * 应变片工作原理： 直流电桥平衡条件 电桥输出： 电桥桥臂系数： 电桥的输出可用某一桥臂单独输出的倍数来表示。 电桥加减特性： 相邻臂电阻(或应变) 变化，同号相减、异号相加； 相对臂电阻(或应变) 变化，同号相加、异号相减。 应变片温度特性： 桥路的温度补偿方法 构件受力后，在其内部出现应力，并产生一定变形。应力虽不能直接测定，但是变形是可以测量的，在一般情况下即使变形很小，目前也可以通过精密仪器准确测出。 例如承受轴向拉伸的直杆，如果把沿杆轴线方向的纵应变测出，根据单向虎克定律即可将杆横断面上的正应力求出，这里须预先知道材料的弹性模量。从这个简例可看出，所谓测量应力实质上是测量应变，反求应力。 测量应变的方法很多，如电测法、光弹法、涂漆法等。 目前以电测法应用最广泛。采用电测法一般按如下步骤进行： 应变片如何连线组桥？ 应变片在零件上如何布置？ ① 半桥单臂测量（如图5-18（a）、（b）） 桥臂系数 ，即应变仪读数就是所测零件的实际应变值。 ② 半桥双臂测量（如图5-18（c）、（b）） 桥臂系数 ，应变仪读数为实际应变值的 倍。 图 5-19为一受纯弯曲载荷的梁，在弯矩M的作用下，其最大正应力在梁的上下表面上， 因此可将应变片贴在梁上下表面的轴线上，组成半桥或全桥接入仪器，测得梁表面的应变值。 ① 半桥双臂测量(图5-19) 桥臂系数 ，应变仪读数为实际应变值的 2 倍。 ② 全桥测量 桥臂系数 ，应变仪读数为实际应变值的4 倍。 图 5-19为一受纯弯曲载荷的梁，在弯矩M的作用下，其最大正应力在梁的上下表面上， 因此可将应变片贴在梁上下表面的轴线上，组成半桥或全桥接入仪器，测得梁表面的应变值。 当圆轴受扭矩作用时，轴表面单元体E为纯剪应力状态，最大正应力 在与轴线成45?的方向上，其值为 ，相应的变形为 ，如图5-20 a)所示。 ① 半桥双臂测量 由于轴表面为平面应力状态，应力应变关系如下： ②全桥测量，如何贴片和组桥？ 桥臂系数 ，应变仪读数为实际应变值的2 倍。 当圆轴受扭矩作用时，轴表面单元体E为纯剪应力状态，最大正应力 在与轴线成45?的方向上，其值为 ，相应的变形为 ，如图5-20 a)所示。 设悬臂粱受集中力Q作用，则可通过测量弯曲应变 求得外力Q 。 由材料力学知, 剪切力Q 等于 ： 由上式可知，只要测出两点间的应变差值，则剪力Q 可求。 在两点处各贴一枚应变片，并组半桥，如图5.26所示。 应变仪的读数就是所求某两点间应变差，即 1）弯拉组合变形只测弯曲 应变表 应变仪读数为实际弯曲应变的 2 倍