4-5静态应变测量.ppt

§4.2.5 静态应变测量 1、方案：设计贴片点的位置、贴几片及贴片方位等。 2、选片：用万用表测量应变片的阻值，选阻值越接近 的越好。 3、贴片：包括打磨、画线、粘贴、焊接导线、布线及 防护等。 4、接线：电阻应变片与选择的电阻应变仪之间进行桥 路连接。 5、测量：加载前对各测点进行预调平衡，加载后进行 测量。 一、测量步骤 二、常见的布片方案 1、拉伸与压缩 实际的拉、压构件很难做到让构件只受简单的拉力或压力，一 般都伴随有弯曲，其原因是力的作用点不能正好通过杆的轴线， 一般都会有一些偏心，变为拉弯或压弯组合变形。 如前所述，接入不等臂桥即可排除掉载荷偏心的影响。 2、扭转------ 求扭矩的大小 应变片只能测正应变，不能测剪应变。而圆轴扭转时，沿横向 和纵向均无正应变，所以不能沿横向和纵向布片。 （1）沿 方向各贴一片 ------ 用半桥。 1 3 T T （2）沿 方向各贴两片 ------ 用全桥。 1 3 T T 2 4 3、弯曲 （1）上、下各贴一片 ------ 半桥。 （2）上、下各贴两片 ------ 全桥。 （3）上或下任意贴一片 ------ 单臂桥。 由例1悬臂梁自由端受集中力可知。 4、平面应力状态 （1）主方向已知——只需要贴两片 沿主方向各贴一片，共贴两片可测出主应变 。 再通过广义虎克定律即可求出主应力 。 （2）主方向未知，——至少需要贴三片 平面应变状态有三个未知数 ，所以要贴三 个应变片。此三片有多种贴法，可用应变花。 例4：构件表面贴 花，求其主应变的大小和方向。 1、贴片：构件表面粘贴 应变花 2、测量：加载前对各测点进行预调平衡。加载后分别测量 3、求解： 根据弹性力学理论，平面应变状态任意方向的线应变公式为： ——主方向 ——主应变 三式联解可求出： 4、求主应力： 通过广义虎克定律即可求出主应力 三、组合变形------测各内力分量引起的应变。 例：圆轴受拉、扭和弯组合变形。 求：各内力分量T、N、M。 （1）扭矩T 引起圆轴沿 方向的线应变 （2）轴力N引起圆轴沿轴线方向的线应变 （3）弯矩M引起圆轴沿轴线方向的最大线应变 T N M 1、考虑扭矩T单独作用的效果，消除掉弯矩M和轴力N的影响 沿正负 方向各贴一片 ------ 半桥。 由轴力N引起的圆轴内任意一点的应力状态是单向应力状态。 由弯矩M引起的圆轴内任意一点的应力状态也是单向应力状态。 1 2 单向应力状态沿正负 方向的正应力为： 单向应力状态沿正负 方向的正应变相等 因为轴力N和弯矩M引起的圆轴内任意一点的应力状态是单向应力状态。 虎克定理： 桥路接法 —— 半桥 弯矩M和轴力N引起的应变邻臂相减而消除掉。 只能测出扭矩T引起的应变。 T ——扭转引起的沿 方向线应变 1 2 2、考虑轴力N单独作用的效果，消除掉弯矩M和扭矩T的影响 在圆轴的上、下表面沿轴向各贴一片------不等臂桥。 上、下表面沿轴向各贴一片，可消除掉扭矩T的影响，因扭 矩沿轴线方向无线应变。只剩下轴力N和弯矩M引起的应变， 用不等臂桥，可消除掉弯矩M的影响。 1 2 ——轴力N引起的沿轴线方向的线应变 N 3、考虑弯矩M单独作用的效果，消除掉轴力N和扭矩T的影响 在圆轴的上、下表面沿轴向各贴一片 电桥接法------用半桥 1 2 上、下表面沿轴向各贴一片可消除掉扭矩T的影响。 只剩下轴力N和弯矩M引起的应变。 ——弯矩M引起的最大轴向应变 M 四、电阻应变片横向效应的修正 应变片横向效应对应变读数的影响 （1）对于单向应力状态的测点，即使应变片横向效应系数达5%， 所得的应变读数误差也不大于1%，一般不用修正。 （2）对于平面应力状态的测点，由于横向效应系数引起的应变读 数误差比较大，一般需要修正。 那么平面应力状态的测点对应变读数误差如何进行修正呢？ 1、主方向已知 沿主方向贴两个相互垂直的应变片或直角应变花，测得沿两个主 方向的应变仪读数为 和 。 设: 和 分别表示沿两个主方向的真实应变。 根据横向效应的修正公式： 直角应变花计算主应变的修正公式