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1、1 1 电测应力法的原理力法的原理一、电测应力法的根本原理一、电测应力法的根本原理 以电阻应变片作为传感元件以电阻应变片作为传感元件, ,将构件外表的应变转换将构件外表的应变转换成为电阻应变片的电阻变化成为电阻应变片的电阻变化, ,然后经过电阻应变仪测出应然后经过电阻应变仪测出应变片的电阻变化变片的电阻变化, ,并将其直接转换成构件的应变。根据应并将其直接转换成构件的应变。根据应力和应变之间的关系，可确定构件的应力。力和应变之间的关系，可确定构件的应力。构件应变构件应变电阻应变片电阻应变片电阻应变仪电阻应变仪构件应变构件应变构件应力构件应力二、电阻应变片二、电阻应变片电阻应变片作为传感元件电阻
2、应变片作为传感元件, ,将构件将构件外表的应变转换成为电阻应变片的外表的应变转换成为电阻应变片的电阻变化电阻变化K 电阻应变片的灵敏度系数电阻应变片的灵敏度系数三、电阻应变仪三、电阻应变仪 将应变片的电阻变化转换为电压的变化，然后将应变片的电阻变化转换为电压的变化，然后将其放大，并转换成构件的应变。将其放大，并转换成构件的应变。应变片的应变片的电阻变化电阻变化电压变化电压变化惠斯登电桥惠斯登电桥 电压放大电压放大电压放大器电压放大器转换为构转换为构件应变件应变转换读数电路转换读数电路惠斯登电桥的原理惠斯登电桥的原理ABCDR1R2R3R4知：知：求：求：构件受力后，各应变片的电阻产生微小的变化
3、构件受力后，各应变片的电阻产生微小的变化假设各应变片的电阻均为假设各应变片的电阻均为R R，ABCDR1R2R3R4经过转换读数电路：经过转换读数电路：ABCDR1R2R3R4w1rw2C电桥的预调平衡问题电桥的预调平衡问题三、电测应力中的一些技术问题三、电测应力中的一些技术问题1 1、全桥和半桥、全桥和半桥ABCDR1R2R3R4全桥：惠斯登电桥中的四全桥：惠斯登电桥中的四个桥臂都采用电阻应变片个桥臂都采用电阻应变片半桥：两个桥臂采用电阻半桥：两个桥臂采用电阻应变片，另外两个桥臂采应变片，另外两个桥臂采用规范电阻。用规范电阻。2 2、温度补偿、温度补偿ABCDR1R2R3R4丈量片丈量片温度
4、补偿片温度补偿片规范电阻规范电阻电阻应变片的电阻变化有电阻应变片的电阻变化有两部分：应变引起的以及两部分：应变引起的以及温度变化引起的温度变化引起的排除温度变化引起的排除温度变化引起的 方方法是温度补偿法。法是温度补偿法。ABCDR1R2R3R4丈量片丈量片温度补偿片温度补偿片规范电阻规范电阻温度补偿片：贴在与变形温度补偿片：贴在与变形构件同样资料，但不受力构件同样资料，但不受力的物体上。的物体上。丈量片：贴在变形的构件上。丈量片：贴在变形的构件上。2 2 纯弯曲正弯曲正应力力电测应力法力法Faa1 12 23 34 45 53 3 应变、应力的丈量和力的丈量和计算算一、单向应力形状一、单向应
5、力形状 假假设测点点为单向向应力形状，且主方向力形状，且主方向为，那，那么可沿着主么可沿着主应力方向力方向贴一片一片应变片，片，测出主出主应变，该点的主点的主应力力为：弯曲正应力丈量即属于这一类情况。弯曲正应力丈量即属于这一类情况。 电阻应变片作为传感元件贴在构件的外表电阻应变片作为传感元件贴在构件的外表, ,构构件的外表处于平面应力形状。件的外表处于平面应力形状。二、主应力的二向应力形状二、主应力的二向应力形状假设测点为二向应力形状，且主方向假设测点为二向应力形状，且主方向为知时，那么可沿着两个主应力方向为知时，那么可沿着两个主应力方向各贴一片应变片，测出主应变各贴一片应变片，测出主应变 和
6、和 ，利用广义胡克定律，可计算，利用广义胡克定律，可计算出主应力。出主应力。解得：解得：pMp 实例实例1 1： 接受内压的薄接受内压的薄壁圆筒容器壁圆筒容器主应力的二向应力形状主应力的二向应力形状采用两片直角应变花采用两片直角应变花 实例实例 2 2： 接受改动的圆接受改动的圆棒棒TT二、主应力未知的二向应力形状二、主应力未知的二向应力形状A对图示平面应力形状有对图示平面应力形状有: :对该应力形状又有对该应力形状又有: :(a)(b)A在在 方向上的线应变为方向上的线应变为: :将将 a a 和和 b b 代入代入c c , ,可得可得: :(a)(b)利用该公式可以确定主应变的方向和大小
7、利用该公式可以确定主应变的方向和大小. .主应变的方向主应变的方向: :主应变的大小主应变的大小: : 只需测得只需测得 即可得到该点主应变的大即可得到该点主应变的大小和方向小和方向, ,然后可计算出该点主应力的大小。然后可计算出该点主应力的大小。 由于由于 难以测得，为此可经过测得该点三个难以测得，为此可经过测得该点三个方向上的线应变，确定该点主应变的大小和方向。方向上的线应变，确定该点主应变的大小和方向。由测出的由测出的 ，可以求出，可以求出 ，然，然后即可得到该点主应变的大小和方向后即可得到该点主应变的大小和方向, ,然后可进一步然后可进一步计算出该点主应力的大小。计算出该点主应力的大小。对于图示三片直角应变花，有对于图示三片直角应变花，有xy主应变的方向主应变的方向: :主应变的大小主应变的大小: :xy主应变的方向主应变的方向: :主应变的大小主应变的大小: :代入公式：代入公式：对于图示三片直角应变花，最后有：对于图示三片直角应变花，最后有：xy主应力的方向主应力的方向: :主应力的大小主应力的大小: :4 4 弯扭弯扭组合合变形形电测应力法力法BAB点：纯剪切应力形状，点：纯剪切应力形状， 主应力方向。主应力方向。B采用两片直角应变花采用两片直角应变花ABAA点：平面应力形状，点：平面应力形状， 主应力方向未知。主应力方向未知。xy
