《动态应变的测量》课件.pptVIP

*******************动态应变的测量课程目标1了解动态应变的概念深入理解动态应变的定义、分类和特点。2掌握动态应变测量的基本原理学习应力波传播理论和电阻应变片的应用。3熟悉动态应变的测量方法了解常用的动态应变测量技术和数据处理方法。4掌握动态应变校准的意义和方法理解动态应变校准的重要性，并掌握校准方法。什么是应变应变是指物体在外力作用下发生的形变，它是物体在受力后尺寸的变化量与原尺寸之比。当物体受到外力作用时，其内部的分子会发生相对位移，从而导致物体的尺寸发生变化。应变的大小通常用应变计来测量，它是衡量材料变形程度的重要指标。应变的定义和单位定义应变是指物体在受力变形后，其尺寸变化量与原尺寸之比，反映了材料的形变程度。单位应变是无量纲量，通常用百分比(%)或微应变(με)表示。应变的分类静态应变时间上缓慢变化或几乎不变化的应变。动态应变随时间快速变化的应变，通常以振动或冲击的形式出现。静态应变的测量1应变计测量应变2数据采集系统采集应变数据3软件分析分析应变数据动态应变的特点快速变化动态应变通常以较高的频率和较短的持续时间发生，使其难以测量。复杂环境动态应变可能发生在复杂的力学环境中，需要考虑多种因素，例如温度、湿度和振动。瞬态性动态应变往往是瞬态的，即持续时间短暂，无法通过传统方法进行测量。动态应变的应用场景动态应变测量广泛应用于各种工程领域，例如：汽车碰撞安全测试航空航天器结构强度分析机械设备振动疲劳测试土木工程结构抗震性能评估生物力学研究动态应变测量的基本原理1应变片应变片是一种电阻式传感器，其电阻值会随着应变发生变化。2惠斯通电桥惠斯通电桥是一种用来测量电阻变化的电路，可以通过测量电桥的输出电压来确定应变片上的应变。3信号放大器由于应变片产生的信号很微弱，需要使用信号放大器来将其放大到可测量的范围。4数据采集系统数据采集系统用于记录并存储放大后的信号，以便进行后续分析。动态应变的测量方法电阻应变片法利用电阻应变片测量材料的应变，通过惠斯通电桥测量电阻变化来计算应变值。光纤应变计法通过光纤传感技术测量应变，利用光信号的变化来反映应变的变化。数字图像相关法利用数字图像处理技术测量应变，通过图像特征点的位移变化来计算应变值。应力波传播理论应力波的产生当物体受到突然的冲击或振动时，会在物体内部产生应力波。应力波的传播应力波在物体内部以一定的速率传播，其速度取决于物体的材料特性和温度。应力波的衰减应力波在传播过程中会逐渐衰减，最终消失。电阻应变片的工作原理电阻变化当应变片受到外力作用时，其金属丝的长度和横截面积会发生变化，从而导致电阻发生变化。应变测量应变片电阻的变化与所测量的应变成正比，通过测量电阻变化可以计算出应变的大小。惠斯通电桥通常采用惠斯通电桥电路来测量应变片的电阻变化，提高测量精度。电阻应变片的安装与连接1清洁表面在安装电阻应变片之前，需要彻底清洁被测物体的表面，以确保应变片能够牢固地粘贴在表面上。2粘贴应变片使用专用胶粘剂将应变片粘贴到被测物体表面，并用手指轻轻按压，确保应变片与被测物体表面紧密贴合。3连接引线将应变片的引线连接到应变仪的测量桥路，并用电阻应变片连接器进行连接，确保连接可靠。4校准测量系统在进行实际测量之前，需要对应变仪进行校准，确保测量结果的准确性。动态应变的采集与处理1信号采集通过传感器将动态应变信号转换为电信号，并使用数据采集系统进行记录。2数据预处理对采集到的数据进行滤波、降噪、校准等处理，去除干扰信息，提高数据质量。3数据分析利用信号处理技术对数据进行分析，提取应变时程、频率特性等信息，并进行可视化展示。频率响应特性分析频率范围传感器能够感知和响应的频率范围截止频率传感器灵敏度下降到其最大值的70.7%的频率相位滞后传感器输出信号相对于输入信号的延迟共振频率传感器响应达到最大值的频率脉冲响应特性分析1测试用一个短时间内的脉冲信号激励系统，观察系统输出的响应。2频率脉冲响应反映了系统对不同频率的信号的响应特性。3时间脉冲响应可以用来分析系统的动态特性，例如系统的振荡频率和衰减时间。动态应变校准的意义确保测量准确性校准可确保动态应变测量系统准确可靠，为科学研究和工程应用提供可信数据。提高测量结果的可比性校准通过建立统一的标准，使不同设备和人员的测量结果具有可比性，避免因测量误差导致的偏差。增强实验的可重复性校准可确保实验结果的可重复性，使研究人员能够重复实验并获得一致的