《实验应力分析》电测法教学课件.ppt

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1、实验应力分析2014年10月绪论随着科学技术的发展，需对复杂载荷作用下的复杂结构进行应力、应变分析，以解决工程强度问题。有两种不同的分析方法:理论分析法：建立力学模型，并进行(近似)数值计算，如有限单元法。实验分析法：利用模型或实体进行实验研究。这两种方法是解决工程强度问题的两种不同途径，二者相辅相成、相互促进。绪论实验应力分析实验应力分析的任务实验应力分析的特点实验应力分析的局限性实验应力分析的方法实验应力分析：所谓实验应力分析（或者叫实验力学）是指用各种不同的实验方法和手段测定受力构件的应力、应变的一门学科。实验

2、应力分析的任务：1、在设计过程中，测定模型中的应力和变形，根据测定结果选择最合理的构件尺寸和结构形式。2、在现有设备上或工程结构上测量真实应力状态，找出最大应力的位置及数据，评定设备或结构的安全可靠性。3、对破坏或失效的构件进行分析，提出改进措施，防止再次出现破坏或失效现象。4、测定构件在工作过程中所受载荷大小和方向，或测定影响载荷情况的各种运动参数(如位移、加速度等)。5、对理论分析方法进行校核，验证理论分析的正确性，并为理论分折提供条件。实验应力分析的主要任务：实验应力分析的特点a、方便，经济，实用；b、在边界条

3、件不确定，甚至材料性能未知的情况下，也可进行应力和应变分析；c、不受结构形状等各种条件限制。实验应力分析的局限性：a、所得结果包含理想化和近似化因素。b、由于测试技术的限制，在某些特定条件下，还不能进行实验，且测量精度也有待提高。实验应力分析的方法：1.电阻应变计测量法（应变电测法）：用电阻应变计测定构件的表面应变，再根据应变-应力关系确定构件表面应力状态的一种实验应力分析方法。2.各种光测法光弹性法、全息激光法、散斑干涉法、云纹法、云纹干涉法、焦散线法、动光弹法、光塑性法等。电阻应变计测量法第一章电测法概述第二章电

4、阻应变片第三章测量电桥的特性及应用第四章电阻应变仪与记录仪第五章静态应变测量第六章动态应变测量第一章电测法概述电测法简介电测法的特点电测法的局限性电测法的应用第一章电测法概述一、电测法简介电测法：将力学量（应变、位移、速度）等非电量转换成电量来进行测量的一种实验方法。电测法是实验应力分析中使用最广泛和适应性最强的方法之一。该方法是利用电阻应变计(简称应变片）作为敏感元件，将应变量转换成电量，用电阻应变仪作为测量仪器，通过测量可以得到受力构件上的应变的一种实验方法。二、电测法的特点：测量灵敏度、精度高，最小应变读数可达

5、10-6，静态应变测量精度可达1%～2%。应变片尺寸小，重量轻，粘贴方便，对试件的工作状态和应力分布影响很小。频率响应快，机械滞后小，可以测量静态应变到5*105Hz动载和冲击载荷的动态应变。二、电测法的特点可在恶劣的环境下测量结构的应变。如在高温、低温、深水结构、强磁场及核辐射等条件下进行测量。可对运动状态下的结构进行实测。如可对高速旋转的飞轮和轴、行驶中的汽车、拖拉机等进行实测。输出为电信号，自动化程度高，可实现遥控测量。三、电测法的局限性：1．一枚应变片只能测量一个“点”，不易得到构件的全域性应变分布。2．应变

6、片一般只能测构件表面的应变．对结构内部的三维应变测量很难进行，（安装内埋式应变计）。3．应变片所测出的应变只能代表栅长范围内的平均应变，对应力梯度很大构件表面或应力集中的情况，应选栅长很小的应变计，否则测量误差较大。四、电测法的应用1、航空航天工程美国Boeing767飞机静力结构实验采用了2204个单个应变片，1162个应变花，应变测量仪器约4100个通道，采用120个液压加载器，试验费用约4100万美元。四、电测法的应用2、水利工程日本真名川混凝土水坝，在建造时为施工和完成后维修监测，埋设了温度计187个，应变计

7、43个，及应力计、钢筋计、裂缝计等共600多个测量元件。采用数据采集仪。施工中测量各处温度，施工后测量坝体应力，蓄水时监测各种应力、应变和温度等。四、电测法的应用3、桥梁工程上海南浦大桥系双塔双索面大跨度斜拉桥，静载试验测试时在主梁跨中、辅助墩顶等2个测试断面上共有144个测点，其中钢梁部分现贴应变片72个，混凝土桥面板预埋钢筋应力计72个。采用静态数据采集仪测量记录。四、电测法的应用4、交通工程小桥车耐冲撞性试验，为测量车体前后方向的加速度，在前座、后座底板上安装加速度传感器，在前座假人头部、腹部安装加速度传感器，

8、在前座假人肩部、腰部安装荷载传感器等。由动态应变仪放大并记录，通过遥测仪进行测量。第二章电阻应变片2-1应变片的工作原理2-2应变片的分类与选用2-3应变片的工作特性2-4应变片粘结剂的选用和粘贴工艺2-5应变片的标定2-1应变片的工作原理一、应变片的构造最常应用应变片的是丝绕式电阻片和金属箔式电阻片。丝绕式电阻片一般采用0.012~0.05m