Оглавление:
Метод тензометрии
- Метод тензометрии Чтобы определить напряжение методом тензома, экспериментально была определена деформация в произвольной точке, а затем было определено напряжение с использованием обобщенного закона крюка. В общем случае условий плоских напряжений необходимо знать две линейные деформации, EU и угловые (Xu) деформации. Поскольку прямое определение угловой деформации затруднительно, обычно обнаруживается только
линейная деформация. Для любой точки, если местоположение основной детали известно заранее, полностью охарактеризовать напряженное состояние в этой точке путем определения основных деформаций ei и E2 В большинстве случаев местонахождение основного сайта неизвестно. Это усложняет задачу.
Следует применять специальный метод, который может устанавливать напряженное состояние на основе измерения только линейной Людмила Фирмаль
деформации. Вы также можете найти следующие соображения: Типичный случай. Чтобы измерить удлинение на поверхности тела, планируется сегмент, и его длина называется s до деформации. С помощью специального оборудования — тензодатчика (отсюда и название метода) — определяется абсолютное удлинение сегмента, поэтому рассчитайте среднюю линейную деформацию s = As / s от длины основания до длины основания Если напряженное состояние
точки однородно, или При близком к 1,39 (что не меняется слишком быстро) среднее значение е найденного можно рассматривать как истинное значение изучаемой точки. В противном случае найденное значение e можно рассматривать как усредненное приближение, чем ближе к истинной деформации, тем меньше основание s, на котором измеряется удлинение. В точках на поверхности тела, где внешняя нагрузка не прикладывается напрямую, всегда есть плоское (или линейное) состояние давления. Действительно, поверхность тела
- будет параллельна этой грани, если вы выберете базовый куб так, чтобы одна из его граней соответствовала поверхности тела Рис 128А Освободился от напряжения. Следовательно, только два главных напряжения на поверхности куба, перпендикулярной поверхности, могут быть ненулевыми. Именно эти напряжения можно определить путем измерения деформации. Вот пример. 128) 1. Известно, что в данной точке в определенном направлении происходит простое растяжение или сжатие. Для определения A достаточно использовать od и n в качестве тензодатчиков, а основание расположено в направлении действия a (рис. 128, ‘a). Определено по опыту e, закону
Гука По находим а = ее. Это делается, например, при испытании образца на растяжение или сжатие (см. Главу II). 2. На данный момент известно только направление основного напряжения на и А2. Чтобы определить величину этих напряжений, необходимо положить d в тензодатчик, установленный в направлении a2 у его основания (рис. 128, б). С их помощью мы находим основные варианты et и E2 из опыта, а затем по формуле (3.45) в главе III 140E ° 1 = -T-R. 2 (£ 1 + ° 2 = J_p, 2 (e2 + P-®1) — (А> 3. В этот момент главное напряжение с произвольно выбранной осью x и главным напряжением и O2 и углом направления формирования a (рис. 128, б). Чтобы определить, что ясно, три неизвестных А2, и это должно быть получено из опыта
t p и любой деформации. Это, например, ex, относительное удлинение ЕС и Людмила Фирмаль
угол смещения CCS, которое находит ej, Ej и E2 по уравнению (3.39), а затем включает A2. Однако, как упоминалось выше, этот метод фактически не используется из-за сложности экспериментального определения угла сдвига. Поэтому обычно в этой точке tR, ydl, n en, I: ex и EU показаны на рисунке для g45o # this t R и тензодатчика под углом 45 ° в направлении оси x, y V. Эта тензометрическая установка называется прямоугольной розеткой. Например, эквигулярные розетки других типов применяются, когда угол между тремя основаниями тензодатчика равен и равен 120 °. Получена формула расчета прямоугольного гнезда. Покажем угол между направлением E4 и направлением GC A, тогда угол между направлением et и
направлением s45o и EU будет 4-45 ° и A4-90 ° соответственно. Учитывая это, мы можем написать выражение (3.36): (5,1> Давайте решим эти уравнения для E1} E2 и a. Помните, что ex, g2o и EU известны из опыта. Указывая, что cos2 (+ 90 °) = -cos2a, мы складываем и вычитаем первое и третье уравнения и получаем: e x + £ y- £ 1 «S2> ex-EU = (in! -E2) cos2a. Если вы переместите cos2a влево и сложите и вычтете обе строки результатов, вы увидите следующее: (5.2) Замените второе уравнение системы (5.1) cos2 (a4-45 °) == — sin2A, и из этого уравнения sin2A из первого уравнения той же системы cos2a получим соотношение tg2a = — 2 £ 45 ° — (1 фунт стерлингов) — (1 фунт стерлингов) Заменив 4-f E2 на ex + e, tg2 «= -. (5.3) Уравнения (5.2) и (5.
3) показывают направление основной деформации в терминах измеренного удлинения ex, £ 45 °, EU. Позволяет вам найти величину Зная J и E2, вы можете легко определить напряжение и C2, к которым нужно применить уравнение (а). Рис. 128 угол а от оси х откладывается в направлении по часовой стрелке. Поэтому положительный угол, найденный по уравнению (5.3), также следует отложить в направлении по часовой стрелке. Можно было исключить cos2a из уравнения (5.2), а cos2a- — неизвестное тождество использовалось из тригонометрии. …. -, y1-G tg2 2a Где tg2a заменяется формулой (5.3). Поэтому мы приходим на церемонию £ 1’2 ~ 2 ± u% -e4 5 ‘) 2+ (£ U- £ 45 °) 2> (5-4) Часто используется вместо математических формул (5.2). Обратимся теперь к проблеме технологии измерения
деформации. В настоящее время существует множество типов тензодатчиков, таких как механические, оптические, гидравлические и пневматические. Однако в последние годы широко используемые электрострикционные датчики, особенно датчики сопротивления проводов, все больше вытесняют другие типы тензодатчиков. Датчики — это элементы, которые воспринимают деформацию и преобразуют ее в изменения электрических параметров. 142-проводной датчик изменяет напряжение, изменяя сопротивление проводника. Он состоит из нескольких петель из тонкой (диаметром 0,025-0,030 мм) проволоки, прикрепленной к листу бумаги. 129).
Датчик приклеивается к исследуемой части с помощью специального клея, и деформация передается на провод. Опыт показал, что сопротивление проволоки изменяется с деформацией. По мере растягивания проволоки сопротивление увеличивается, а сжатие уменьшается. Это изменение сопротивления датчика регистрируется специальным устройством. Рис 129 ± диаграмма. 130A Экспериментально установлено, что в области малых деформаций существует линейная зависимость, выраженная уравнением между относительным изменением сопротивления датчика и относительной деформацией провода. (5,5) Где Р и А /? — начальное
сопротивление датчика и его абсолютный прирост, s и база As-датчика, равные длине проволочной петли, и его абсолютная деформация, коэффициент чувствительности P-датчика к деформации. Для наиболее распространенных проводов из константана (сплав 60% Si и 40% Ni), p = 24-2,1. Другие сплавы с р = 24-3,5 также применимы. Типичные значения для сенсорной базы: 20 и 10 мм. Чем меньше основание, тем ближе среднее удлинение, измеренное на этой длине, к истинному значению деформации в исследуемой точке. Однако с уменьшением базы точность измерения уменьшается. Кроме того, датчики с небольшим основанием (24-5 мм)
чувствительны к боковой деформации из-за деформации поперечного сечения проволоки по углам петли и требуют специальной калибровки датчика. Для одного датчика используется гнездо датчика, расположенное на общей бумажной основе (рис. 130). 143). 131А. Ка может быть создан непосредственно на поверхности детали с помощью подходящего датчика наклейки. Датчик сопротивления не является проводом, а изготовлен из постоянной фольги толщиной около 0,01 мм. Кислотоустойчивая композиция сенсорного рисунка печатается фольгой и затем травится. Печатные датчики позволяют легко механизировать производственный процесс и имеют ряд других преимуществ по сравнению с
проводными датчиками. В последние годы монокристаллические тензометрические датчики из полупроводниковых материалов (германия, кремния и др.). ) Появился. Одной из наиболее важных особенностей полупроводникового тензодатчика является способность соответствующим образом изменить технологию его изготовления и отрегулировать его свойства в широком диапазоне. Например, коэффициент чувствительности к деформации находится в диапазоне -100- + 200. Высота двух датчиков Это значительно упрощает измерительное оборудование и может обеспечить высокий уровень выходного сигнала, который может быть получен в пределах чувствительности деформации полупроводниковых датчиков (на порядок выше, чем у проводных датчиков). Изменения сопротивления и сопротивления при измерении деформации
проводных датчиков очень малы, и необходимо использовать чувствительные измерительные приборы. В большинстве случаев датчик включен в качестве одного из мостовых резисторов Уитстона. 131. Диагональ моста содержит чувствительный гальванометр Г. Под балансом моста выбор резисторов, таких как r {, Rz, R3-R ^, понимается, когда на диагонали нет тока, а гальванометр показывает нулевое показание. Нужно ли соблюдать равенство I iR3-R2 ^ для баланса? 4 «(5.6) перед испытанием, балансировка моста выполняется путем регулировки сопротивлений R3 и T. 4. Деформация, полученная датчиком срабатывания во время испытания, приводит к изменению Rt, что приводит к дисбалансу Тем самым игла гальванометра отклоняется от нуля.
Смотрите также:
