《应力测定实验》

应力测定实验1、光弹性法——光学应力测量方法2、电测法——电阻应变法一、压力容器应力测量的目的和方法二、电阻应变法测量应力的基本原理（一）电阻应变片非电量测量电量测量单向应力状态单轴应变片σ=

Eε双向应力状态1、主应力方向已知双向应力状态2、主应力方向未知（i=1、2、3）、

、应变花（二）测量电路作用1、将应变片的电阻变化转换成电压（或电流）变化。2、将温度补偿片接入测量电路，消除温度变化的影响。测量电路长导线的影响及修正1、应变片灵敏系数的修正2、公共地线接桥法多点测量问题预调平衡箱（三）电阻应变仪测量电路放大器显示记录仪器静态电阻应变仪动态电阻应变仪静动态电阻应变仪三、内压薄壁容器应力测定实验（一）实验过程及注意事项1、贴片贴片主要工具①砂纸（粗、细）、锉刀、砂轮等②丙酮或酒精、棉纱③钢尺、划针④粘结剂、镊子、剪刀、绝缘胶带等⑤红外线灯或热吹风机⑥电烙铁、锡焊丝、松香贴片步骤①选片②测量应变片电阻值③试件测试部位的表面处理④划线⑤贴片⑥贴片后的检查外观检查绝缘电阻检查工作片和补偿片的电阻测量应变片的防护2、导线的连接与固定3、应变测量1234567图1-1薄壁容器应力测试装置1—排气阀；2—压力表；3—薄壁容器4—压力表；5—试压泵；6—进水阀；7—放水阀筒体锥形端盖半球形端盖可拆平盖板焊接平盖板椭圆形端盖图1-2试件模型示意图，2①测点选择和布片方案的确定②工作片、补偿片和预调平衡箱、电阻应变仪的连接。③容器内气体的排除④预加载和卸载⑤预调平衡、应变测量。⑥系统卸载，关闭电机和测量仪器。应变测量步骤4、实验数据处理（1）应力计算（2）测量误差计算5、实验报告要求①容器测点位置分布图②各种载荷下的实测应变读数③各测点应力值计算④各测点应力理论计算值⑤在容器外形图上画出应力分布曲线⑥测量误差计算⑦分析测量误差产生的原因四、压力容器应力测量工程实例实验报告实验指导书实验一内压薄壁容器应力测定实验一、目的要求掌握电测应力的基本原理和方法，学习和提高电测法的基本操作技能。测定不同型式顶盖及筒体上的应力分布和结构不连续处边缘应力的影响。验证顶盖、筒体及边缘处应力的理论计算公式。学会测量数据的处理和测量值的误差分析。二、实验装置及主要仪器

1．实验装置：如图1-1所示。图1-2为试件模型示意图，学生可选择其中一种或两种试件进行测定。1234567图1-1薄壁容器应力测试装置1—排气阀；2—压力表；3—薄壁容器4—压力表；5—试压泵；6—进水阀；7—放水阀筒体锥形端盖半球形端盖可拆平盖板焊接平盖板椭圆形端盖图1-2试件模型示意图，2．主要仪器：YJD—1型静动态电阻应变仪或YJD—17型静动态电阻应变仪P20R预调平衡箱惠斯登电桥等三、实验原理和实验内容1．实验原理本实验是用电阻应变片测定零部件或结构指定部位的表面应变，再根据应力应变关系式，确定构件表面应力状态的一种实验应力分析方法。实验时，将电阻应变片（简称应变片）固定在被测构件上，当构件变形时，应变片的电阻值发生相应的变化。通过电阻应变仪，可以将应变片中的阻值变化测量出来并以正比于应变值的模拟电信号输出，最后就可以用记录仪记录。电阻应变法测量可以用式（1-1）表示：（1-1）式中ε——应变仪测得的应变值；dR/R——应变片阻值随构件变形而发生的相对变化；k——比例系数（灵敏系数）。若被测部位在弹性范围内工作，对测得的应变值，可以采用虎克定律换算得到对应的应力值。实验内容主要对各种典型薄壁容器筒体、顶盖及接管或筒体的连接不连续处的应力分布进行测试。试件可以为一些自制的薄壁容器模型，也可采用工业产品的一些小型薄壁容器，使测试对象形式多样并具有工程实际意义。四、实验操作步骤根据选择的测点和布片方案进行表面打磨、划线定位、表面脱脂处理、粘贴应变片、固化及防护等工作。用相同长度和相同型号的导线，一端和工作片连接，另一端和预调平衡箱连接。每根导线都需进行编号，并记下相对应的测点编号，以免发生错误。按应变仪、预调平衡箱的操作规程对各测点进行预调平衡。打开排气阀，开动试压泵，将容器内的气体排除，然后关闭排气阀，对实验容器进行加载。对容器进行几次加载、卸载循环。消除应变片初受载后的永久变形，使滞后误差趋于稳定。每次卸载后需进行预调平衡，然后按加载步骤加载，记下应变读数。当应变读数和滞后量趋于恒定时，才可进行正式测量。系统最后一次卸载后先检查一下平衡情况，然后加载进行正式测量，记录每种载荷下，各测点的应变读数。7．测量结束后，系统卸载，并关闭电动机及其它测量仪器。五、实验注意事项1．选片根据测试要求，选择所需的应变片或应变花，并作外观检查，片基上应无气泡、脱层，片丝应无折皱、断裂、锈蚀，引线接头应牢固可靠。电阻片之电阻值必须用惠斯登电桥重新测定，在多点测量中同组使用的电阻片各片的阻值应相等或相接近，其阻值差别不超过±0．2欧姆。6.2．试件测试部位的表面必须进行处理，表面粗糙度以3

为宜，并用零号砂纸打磨成交叉纹路，最后用丙酮或酒精洗去表面污垢并擦干。贴片前按所测部位和所测应变方向用铅笔、直尺画中心十字线，以便贴片能按划线位置准确贴片。贴片干燥后，还必须作以下检查：外观检查，应无翘曲，脱胶现象。应变片与试件之间的绝缘电阻检查，绝缘电阻值应大于200兆欧。测量片与补偿片的电阻检查，电阻值应不超过±0.2欧姆。5．若测量时间较长或电阻片要保持比较长时间，则在应变片上必须涂上防潮剂，以免电阻片受潮。六、预习要求熟悉实验原理、实验装置的结构和布置。按实验要