靜態(tài)應(yīng)力應(yīng)變測量實(shí)驗(yàn)研究

南京聚航科技有限公司在本文簡述了靜態(tài)應(yīng)力應(yīng)變測量的基本方案，并對方案實(shí)施中的幾個(gè)測量技術(shù)問題做了較詳細(xì)的論述，給出了對測量結(jié)果的一般分析方法。 

在設(shè)計(jì)構(gòu)件或檢驗(yàn)其強(qiáng)度時(shí)，須先了解構(gòu)件受力時(shí)的應(yīng)力情況。實(shí)際生產(chǎn)中的許多構(gòu)件，形狀和受力往往都比較復(fù)雜，許多由分析計(jì)算所得的應(yīng)力結(jié)果有時(shí)與實(shí)際應(yīng)力相差很大，因此，用實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析的方法是解決這一問題的有效途徑。靜態(tài)應(yīng)力應(yīng)變測量是實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析中*為基本的內(nèi)容之一，正確掌握其測量方法是較好地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析的基礎(chǔ)。因此，南京聚航科技給大家總結(jié)出了靜態(tài)應(yīng)力應(yīng)變測量的基本方案，并指出了一些需注意的技術(shù)難點(diǎn)問題。

1、方案設(shè)計(jì)

（1）測點(diǎn)位置的選取

首先要根據(jù)測量目的選取測點(diǎn)的位置。選擇測點(diǎn)位置要根據(jù)受載構(gòu)件應(yīng)力分布的情況，在應(yīng)力較大或特殊的若干點(diǎn)布置測點(diǎn)。

（2）測量儀器準(zhǔn)備

在合理選取測點(diǎn)位置后，根據(jù)構(gòu)件尺寸、材料、測量精度要求和應(yīng)力梯度來選擇應(yīng)變計(jì)柵長和型式，并對所用的應(yīng)變計(jì)事先檢測電阻值。一般情況下使用JHYC靜態(tài)應(yīng)變測量分析系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變的采集測量，應(yīng)力分析。

（3）現(xiàn)場測量的實(shí)施

在現(xiàn)場對構(gòu)件進(jìn)行測量時(shí)，粘貼應(yīng)變計(jì)的技術(shù)將直接影響測量精度,，應(yīng)根據(jù)應(yīng)變計(jì)的型號選擇相應(yīng)的粘貼劑，按規(guī)定工藝粘貼，對構(gòu)件表面進(jìn)行打磨、清洗、劃定位線,，粘貼時(shí)要確定方位準(zhǔn)確。在測量導(dǎo)線的布置中，應(yīng)整齊，避開電磁場的干擾，接線后要檢查編號、絕緣電阻和應(yīng)變計(jì)阻值，同時(shí)還要進(jìn)行防潮處理。

（4）撰寫測量報(bào)告

分析處理數(shù)據(jù)，將應(yīng)變轉(zhuǎn)換成應(yīng)力。測量報(bào)告包括必要的原始數(shù)據(jù)、處理結(jié)果和測試結(jié)論等部分。

2、若干測量技術(shù)問題

（1）應(yīng)變計(jì)柵長的選取

合理選取應(yīng)變計(jì)柵長是確保靜態(tài)應(yīng)力應(yīng)變測量準(zhǔn)確的重要因素之一。其誤差由柵長L和應(yīng)變梯度決定。對于應(yīng)力集中區(qū)，應(yīng)選取柵長很小的應(yīng)變計(jì)，在誤差允許的情況下應(yīng)盡可能選取柵長較大的應(yīng)變計(jì)，以使應(yīng)變計(jì)的橫向效應(yīng)降低。

（2）粘貼方向的影響

應(yīng)變計(jì)的粘貼方向如果與測點(diǎn)要求的方向不重合，則會給測量結(jié)果帶來誤差。在粘貼應(yīng)變計(jì)時(shí)，盡可能減小方向偏差。采用同一基底上有多軸敏感柵的應(yīng)力花有助于提高粘貼方向的準(zhǔn)確性。

（3）應(yīng)變計(jì)橫向效應(yīng)的影響

應(yīng)變計(jì)的工作特性之一就是有橫向效應(yīng)。橫向效應(yīng)對應(yīng)變測量有影響，在計(jì)算時(shí)，需進(jìn)行修正，以提高精度。

（4）長導(dǎo)線的影響

在測量中，由于構(gòu)件尺寸很大，同時(shí)出于安*考慮，測量儀器往往都需距構(gòu)件有距離。因此需要很長的導(dǎo)線連接應(yīng)變計(jì)和測量儀器。但這樣就使得導(dǎo)線分布電容變大，對應(yīng)變測量的結(jié)果有影響。在*后計(jì)算時(shí)，須按不同橋路接法進(jìn)行修正。

3、測量結(jié)果分析

由于測量系統(tǒng)由應(yīng)變計(jì)、導(dǎo)線和測量儀器三部分組成，因此在分析測量誤差時(shí)應(yīng)分別加以考慮。

（1）電阻應(yīng)變計(jì)

對于正確選擇和安裝并正常溫度補(bǔ)償?shù)膽?yīng)變計(jì)，基本上消除了由于粘貼方向不準(zhǔn)和熱輸出等影響，此時(shí)，引起測量誤差的主要原因是應(yīng)變計(jì)靈敏系數(shù)分散、機(jī)械滯后、蠕變等工作特性。

（2）導(dǎo)線

長導(dǎo)線分布電容變大，對應(yīng)變測量的結(jié)果有影響，此外還有濕度引起絕緣電阻變化。導(dǎo)線受溫度變化及導(dǎo)線接頭接觸電阻變化等對測量誤差的影響。為此，應(yīng)盡可能確定應(yīng)變計(jì)防護(hù)以避免絕緣電阻發(fā)生變化，確定導(dǎo)線接頭的接觸電阻穩(wěn)定，同時(shí)采用三線法布置導(dǎo)線以消除導(dǎo)線受溫度的影響。

（3）應(yīng)變測量儀器

儀器一經(jīng)選定，其基本誤差也是隨機(jī)確定的，但為了消除操作者或儀器的讀數(shù)誤差，通常應(yīng)在靜態(tài)誤差測量時(shí)重復(fù)加載測量2~3次，取平均讀數(shù)。

4、結(jié)語

采用應(yīng)變電測的方法具有精度高、應(yīng)用方便等諸多優(yōu)點(diǎn)。但是影響應(yīng)變測量精度的因素有很多，如不仔細(xì)分析并采取有效的措施，就可能帶來很大測量誤差，因此，在測量后對諸多因素進(jìn)行綜合分析和修正是確定準(zhǔn)確測量的關(guān)鍵。