5动态测试技术_应力应变测试

1、动态测试技术，南京航空航天高等院校机械结构力学和控制国家重点实验室，吴义鹏，应力和应变测试，机械结构力学和控制国家重点实验室，2，本章主要内容，应力和应变测试方法应力，应变电气测量法原理应用电阻应变片特性和电阻应变片的信号调节电路电阻应变校正， 机械结构力学和控制国家重点实验室，3 5.1应力应变的测量方法，动态试验技术：应力应变试验，应力应变的测量目的，为了研究机械结构、桥梁、建筑等某构件在工作状态下的受力、变形情况，测量构件的拉伸、压缩应力、扭矩和弯矩，并进行结构修改， 为应力校准或构件破坏的预测等提供的应力、应变及其关系为，在杆受到拉伸(或压缩)的情况下，主应力1只有一个，其方向与施加载

2、荷f的方向平行，其方向的应变为1，并且，e为材料弹性模数、机械结构力学及国家重点实验室，4， 5.1应力应变控制方法有电阻应变测量脆性涂复法激光立体照相干扰作用法声学弹性、机械结构力学及国家重点实验室，5，5.1应力应变控制试验方法，动态试验技术：应力应变试验，电阻应变测量特征，1 )非线性小，电阻变化应呈线性关系应变男同性恋尺寸小、重量轻、惯性小、具有良好动态特性，贴附在频率响应好的试验片上，对其动作状态和应力分布几乎没有影响。 3 )适用于静态测量和动态测量。 4 )应变测量灵敏度和精度高，动态测试精度可达1%，静态可达0.1%。 5 )测量范围宽，变形范围为1 %。 用电阻应变男同性恋将

3、应变转换成电表进行测试。 在测试时，将电阻应变男同性恋贴附在被测量物的表面，根据零配件的变形产生成比例的电阻变化。 广泛应用于工程科学测量和科学实验。 机械结构力学和国家重点实验室，6，5.1控制应力应变的试验方法，动态试验技术：应力应变试验，应力试验系统，应变片3360可以将试验片的应变变化转换为电阻变化的传感元件，其转换原理基于金属电阻丝的电阻应变效应，桥盒3360可以将电阻的微小变化失真男同性恋：用于放大桥的输出信号的高增益放大器。 应变男同性恋齐还具有阻抗变换的作用。 机械结构力学和国家重点实验室，7，5.1控制应力应变的测试方法，动态测试技术：应力应变测试，电阻应变片的结构和分类，机

4、械结构力学和国家重点实验室，8，5.1控制应力应变的测试方法，动态测试技术：应力应变测试，电阻应变片的结构和分类， 机械电阻丝是应变男同性恋受力引起电阻值变化的关键零配件，它是具有高电阻率的金属细线，直径约为0.010.05mm。 常用材料有铜镍合金、镍合金、铂、铂铬合金、铂钨合金等，u型、v型、h型、电阻应变男同性恋的结构和分类、机械结构力学及国家重点实验室、10、5.1控制应力应变的试验方法、动态试验技术：应力应变试验、线质耐热性和耐湿性差。 适合在短期室内实验室使用，使用温度在70以下，纸张浸渍橡胶类应变男同性恋：具有一定的耐湿性，适合长期使用。 使用温度180，凝胶类应变男同性恋二：耐

5、腐蚀性和绝缘性能好，弹性系数高，使用温度-50 170，分类为电阻应变男同性恋二的结构，电阻丝材料要求电阻温度系数小，温度稳定性良好，电阻率大等特性，在云同步，金属电阻丝的相对灵敏度系数大且相当机械结构力学和国家重点实验室，11，5.1控制应力应变的试验方法，动态试验技术：应力应变试验，金属箔式应变片，电阻应变片的结构和分类，机械结构力学和国家重点实验室，12，5.1控制应力应变的试验方法，动态试验技术：应力应变试验，半导体，即施加一定载荷的响应优点：灵敏度高，频率响应范围宽，体积小，横向效应小。 缺点：温度系数大，灵敏度偏差大，变形大，非线性严重。 半导体应变男同性恋和电阻应变男同性恋的结构

6、和分类，机械结构力学和控制国家重点实验室，13，本章主要内容，应力和应变测量方法应力，应变电气测量法原理应用电阻应变男同性恋和电阻应变男同性恋的信号调节电路电阻应变男同性恋，机械结构力学和控制国家重点实验室，14，5.2应力应变电测法原理、金属导线拉伸变化图、原始电阻值、受力拉伸后电阻值的变化、机械结构力学和控制国家重点实验室、15、5.2应力应变电气测量法原理、动态测量技术：应力应变测量、纵向应变、横向应变、轴向应力、电阻率、k为灵敏度。 应变男同性恋发生每单位长度的变化时，电阻变化率与该应变之比，即每单位应变的电阻变化率。 应变泊松比压阻系数e的弹性模数、机械结构力学以及控制国家重点实验室

7、、16、5.2应力应变电气测量法的原理、动态试验技术：应力应变试验、电阻的相对变化量由两个因素决定：1)相对于金属材料，电阻的变化主要由金属线几何尺寸的变化引起的电阻丝灵敏度系数(dR/R)/2 )关于半导体材料，其工作原理是以半导体的压电电阻效应为化学基，材料受到力时材料的电阻率发生变化。 其灵敏度系数为(dR/R)/。 机械结构力学和控制国家重点实验室，17，5.2应力应变电气测量法原理，动态试验技术：应力应变试验，应变男同性恋在应变或应力时，根据上述特征，外力使被测对象产生微小的机械变形，应变男同性恋在发生相同变化时，云同步，应变男同性恋的电阻值也相当应变男同性恋电阻的变化量测量为r，得

8、到被测对象的应变值，根据应力和应变的关系，得出应力值、机械结构力学和控制国家重点实验室，18，本章主要内容、应力和应变的测量方法应力、应变电气测量法原理应用电阻应变男同性恋特性和电阻应变男同性恋电阻的信号调节电路电阻应变男同性恋电阻机械结构力学及控制国家重点实验室得到的5.3电阻应变男同性恋条的特性和应用，动态测试技术：应力应变测试，应变男同性恋条的主要残奥仪，几何尺寸，1 )基长l :应变男同性恋条的传感器纵轴长度。 在应变变化梯度大的情况下，使用小基长的应变片，但基长小时横向灵敏度大。 2 )基部宽度b :在与应变男同性恋传感器的纵轴垂直的方向上，应变男同性恋传感器的外侧间的距离。 基底宽

9、度越小越好，但过小会影响散热。 机械结构力学及控制国家重点实验室，20、动态试验技术：应力应变试验、应变片绝缘阻抗是指粘贴的应变片引线与被试验片之间的电阻值Rm。 通常要求Rm在50100 M以上。 如果绝缘阻抗过低，应变男同性恋片和试验片之间会发生漏电，应变男同性恋片的指示应变会产生误差。 Rm取决于胶粘剂和基材的种类以及固化工艺。 常温使用条件下实施必要的防潮对策，中温或高温条件下留心选择电绝缘性能良好的胶粘剂和基材。绝缘阻抗，5.3电阻应变男同性恋的特性和应用，机械结构力学和控制国家重点实验室，21，动态测试技术：应力应变测试，5.3电阻应变男同性恋的特性和应用，电阻值r，应变男同性恋的

10、电阻值是指未贴应变男同性恋电阻时和未受力时，室温测得的电阻值。 应变男同性恋的电阻值也有60、120、350、600、1000等系列，其中120是最常见的。 电阻值大，耐电压大，输出信号大，但是云同步上传感器男同性恋的尺寸也大。 机械结构力学和控制国家重点实验室，22、动态测试技术：应力应变测试，5.3电阻应变男同性恋的特性和应用，最大生物电流，生物电流大，输出信号大，灵敏度高。 但是，生物电流过大会，应变男同性恋过热，灵敏度系数变化，零点漂移和蠕变增加，烧毁应变男同性恋。 生物电流的选择由试验片的热传导性能和传感器男同性恋的形状和尺寸决定。 通常静态测量时为25mA左右。 在动态测量的情况下

11、最好是75100mA。 最大生物电流是指安装的应变男同性恋不会影响其工作特性而能够通过传感器男同性恋的最大电流Imax。 机械结构力学和控制国家重点实验室，23，动态测试技术：应力应变测试，5.3电阻应变男同性恋的特性和应用，灵敏度系数k，理论和实验表明，在一定应变范围内电阻的变化和应变的关系满足下式，就是应变男同性恋的灵敏度。 机械结构力学和控制国家重点实验室，24，动态试验技术：应力应变试验，5.3电阻应变男同性恋的特性和应用，横向效应，将直的合十礼层绕在敏感电网后，长度虽然相同，但应变状态不同，应变男同性恋层的电阻变化比直的合十礼层小，灵敏度系数降低机械结构力学和控制国家重点实验室，25

12、，动态试验技术：应力应变试验，5.3电阻应变片的特性和应用，应变极限，温度不变时使试验片的应变逐渐增大，应变片的指示应变和真应变的相对误差(非线性误差)小于规定值(一般为10% )时可以达到的这个极限值、机械结构力学和控制国家重点实验室，26、动态测试技术：应力应变测试，5.3电阻应变片的特性和应用，机械延迟，机械延迟：对安装的应变片，在一定的温度环境中，在加载和卸载过程中以相同的载荷指示应变的最大差数。 产生的原因：应变男同性恋自身的特性差，试验片自身的材质差，胶粘剂的选择不适当，硬化不良； 粘接工艺不好、部分脱落或粘合层过厚等。 为了减小应变男同性恋片的机械延迟个测定结果引起的误差，可以将

13、新贴有应变男同性恋片的试验片重复35次进行卸载。 机械结构力学和控制国家重点实验室，27、动态测试技术：应力应变测试，5.3电阻应变男同性恋的特性和应用，零点漂移，零点漂移：对所安装的应变男同性恋，指示在一定温度下不受到机械应变时，应变随时间变化的现象。 发生原因：应变男同性恋的绝缘阻抗过低，电流引起的发热等原因。 机械结构力学和控制国家重点实验室，28、动态测试技术：应力应变测试，5.3电阻应变男同性恋的特性和应用，蠕变：指示在一定温度下承受一定的机械应变时，应变随时间变化的现象，称为应变男同性恋的蠕变。 潜变值包含零点漂移。 蠕变、发生原因：主要是胶粘剂种类选择不当，胶粘剂层厚，硬化不一盏

14、茶，胶粘剂在接近软化温度下测定。 机械结构力学和控制国家重点实验室，29，动态测试技术：应力应变测试，5.3电阻应变男同性恋的特性和应用，电阻应变男同性恋在测量频率高的动态应变时，应变以应变波的形式在材料中传播。影响应变男同性恋二频率响应特性的主要因素是应变男同性恋二的基长和应变波在样品中的传播速率。 机械结构力学和控制国家重点实验室，30，动态试验技术：应力应变试验，5.3电阻应变片的特性和应用，应变波以正弦规律变化时，由于应变片具有一定的长度，在同一时刻沿着基长方向的各点所感应变不同。 应变如果男同性恋应变的平均应变值与应变男同性恋的中心点处的真实应变有很大差异，则会导致测量应变和检验误差

15、。 实验表明，当容许误差和失真波的传播速率v恒定时，所测量的失真的临界频率(最高工作频率)由基长度决定。 一般来说，基长为应变波长的1/101/20，即动力响应特性：应变波为正弦波，机械结构力学及控制国家重点实验室，31，动态测试技术：应力应变测试，5.3电阻应变男同性恋的特性及应用，动力响应特性：应变波为阶梯波，应变波为可测量频率f=0.35/tk 此时应变男同性恋胶的极限工作频率为：机械结构力学和控制国家重点实验室，32，动态测试技术：应力应变测试，5.3电阻应变男同性恋胶的特性和应用，应变男同性恋胶的粘贴和工艺保护，试验片表面的变形(应变)近似的试验片在x方向变形后，与试验片一起橡胶基底

16、产生剪切应力2，应变传递到电阻丝。 剪应力分布规律如图(b ) :应变片两端剪应力最大，中间最小。 因此，粘贴应变男同性恋时，请注意将应变男同性恋的两端牢固地粘贴。 机械结构力学和控制国家重点实验室，33，动态测试技术：应力应变测试，5.3电阻应变片的特性和应用，应变片粘贴位置的选择：零配件变形最大(即应力最大)和需要测试的地方粘贴， 被测零配件的表面处理：应变片的粘贴和工艺保护零配件的表面冲洗在被测零配件的表面清洗油污等研磨垫，再次清洗粘贴应变片的定位线，机械结构力学和控制国家重点实验室，34，动态测试技术：应力应变测试，5.3电阻应变片的特性和应用， 机械结构力学和控制国家重点实验室，35

17、，动态测试技术：应力应变测试，5.3电阻应变片的电阻值检测绝缘阻抗检测，引线的固定保护，应变男同性恋条的防潮处理，应变男同性恋条粘贴固化后防潮处理，防止湿气造成的绝缘阻抗和粘合强度的降低，避免影响测试精度。机械结构力学及控制国家重点实验室，36，本章主要内容、应力及应变测量方法应用应力、应变电气测量法原理电阻应变男同性恋特性及电阻应变男同性恋应变的信号调节电路电阻应变男同性恋应变，机械结构力学及控制国家重点实验室，37，动态测量技术：应力应变试验，5.4电阻应变男同性恋的信号调节电路，桥， 按输出方式：功率桥和电压桥。 机械结构力学及控制国家重点实验室，38，动态测试技术：应力应变测试，5.4电阻应变男同性恋的信号调节电路，直流桥，平衡条件：此时桥已达到平衡。=，机械结构力学和控制国家重点实验室，39，动态测试技术：应力应变测试，5.4电阻应变男同性恋的信号调节电路，直流桥的工作原理，桥处理应变男同性恋的信号时，只要将臂的任