1、前言：
在工程中，構(gòu)件除了受靜載荷的作用外，還常受到動(dòng)載荷的作用。如被繩索加速提升或下放的重物、高速飛轉(zhuǎn)的砂輪以及鍛壓汽錘的錘桿等，它們的共同特點(diǎn)是在外力作用下，構(gòu)件上各質(zhì)點(diǎn)有不可忽視的加速度，這是動(dòng)載荷與靜載荷的本質(zhì)區(qū)別。
靜載荷是指由*緩慢增加到一定數(shù)值后，保持不變或變化很小的載荷。在靜載荷作用下，構(gòu)件內(nèi)各點(diǎn)加速度等于*，或非常微小可忽略不計(jì)，也就是說(shuō)，此時(shí)構(gòu)件各部分處于靜力平衡狀態(tài)。而動(dòng)載荷是指使構(gòu)件各部分產(chǎn)生明顯的加速度，或隨時(shí)間有顯著變化的載荷，此時(shí)構(gòu)件處于不平衡狀態(tài)。構(gòu)件中由動(dòng)載荷而引起的應(yīng)力稱為動(dòng)應(yīng)力。
實(shí)驗(yàn)證明，材料在靜載荷作用下是服從虎克定律的；在動(dòng)載荷作用下，只要?jiǎng)討?yīng)力不超過(guò)材料的比例*限，則仍可應(yīng)用虎克定律，且彈性模量Ｅ也與靜載荷時(shí)的數(shù)值相同。
交變載荷是動(dòng)載荷的一種，這里主要討論由交變載荷產(chǎn)生的交變應(yīng)力。隨時(shí)間而變化的應(yīng)變稱為動(dòng)態(tài)應(yīng)變，在工程中經(jīng)?？梢钥吹揭恍?gòu)件在 工作時(shí)其應(yīng)變?yōu)閯?dòng)態(tài)應(yīng)變。例如汽車在行駛時(shí)底盤(pán)的大梁由于載荷變動(dòng)而引起動(dòng)態(tài)應(yīng)變；旋轉(zhuǎn)軸受彎曲載荷時(shí)，由于軸的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生動(dòng)態(tài)應(yīng)變。
2、動(dòng)應(yīng)變測(cè)量電路：
動(dòng)態(tài)應(yīng)變與靜態(tài)應(yīng)變測(cè)量基本原理相同，但由于動(dòng)態(tài)應(yīng)變隨時(shí)間而發(fā)生變化，動(dòng)應(yīng)變測(cè)量采用交流電橋，交流電橋的放大電路簡(jiǎn)單無(wú)*漂，不受干擾。
輸出電壓特征方程：
電橋平衡條件：
Z1Z4-Z2Z3=0
|Z1||Z4|=|Z2||Z3|
Φ1+Φ4=Φ2+Φ3
交流電橋需滿足對(duì)臂復(fù)數(shù)的模積相等，幅角之和相等。
交流電橋輸出：
已知：Z1=Z2=Z3=Z4，忽略△Z；
交流單橋輸出：
交流半橋輸出：
其中：
；
交流電橋輸出除滿足電阻平衡條件，還要滿足電容平衡條件：
R1R4=R2R3
R2C2=R1C1
有應(yīng)變時(shí)阻抗變化為：Z1=Z+△Z
Z2=Z+△Z
交流電橋輸出用復(fù)數(shù)表示：
3、動(dòng)態(tài)應(yīng)力測(cè)量原理
在電阻應(yīng)變測(cè)量中，動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)量與靜態(tài)應(yīng)變測(cè)量不同。靜態(tài)應(yīng)變不隨時(shí)間變化，可以直接讀取或?qū)?shù)據(jù)打印出來(lái)。而動(dòng)態(tài)應(yīng)變隨時(shí)間改變而發(fā)生變化，須通過(guò)記錄儀器進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄或存儲(chǔ)，然后進(jìn)行信號(hào)處理。動(dòng)態(tài)應(yīng)變不但要測(cè)量其應(yīng)變幅值，還要測(cè)量其隨時(shí)間的變化規(guī)律，或者測(cè)量其變化頻率。不失真地記錄動(dòng)態(tài)應(yīng)變是確定測(cè)量精度的基礎(chǔ)。在電阻應(yīng)變測(cè)量技術(shù)中，動(dòng)態(tài)應(yīng)變與靜態(tài)應(yīng)變的測(cè)量基本相同，只是測(cè)量系統(tǒng)有差異。由于被測(cè)應(yīng)變的頻率不同，各種動(dòng)態(tài)應(yīng)變記錄儀器的頻率適用范圍都有限制，因此應(yīng)根據(jù)動(dòng)應(yīng)變頻率范圍選擇合適的儀器，除此之外還需考慮儀器之間的阻抗匹配以及數(shù)據(jù)處理方式。動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)量的幾種記錄器，其中筆式記錄器的工作頻率較低，電子示波器工作頻率很高，將它與高速同步攝影裝置配用，可用來(lái)記錄爆炸、高速?zèng)_擊等瞬態(tài)應(yīng)變。目前，在一般的動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)量中，光線示波器和磁帶記錄儀正逐漸被與計(jì)算機(jī)相聯(lián)系的動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)所代替。
動(dòng)應(yīng)變的測(cè)量方法和靜態(tài)應(yīng)變測(cè)量基本相同，將應(yīng)變片粘貼在被測(cè)工件表面，將機(jī)械應(yīng)變信號(hào)通過(guò)電橋盒輸入動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)，再通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析和處理。在開(kāi)始測(cè)量前，首先進(jìn)行標(biāo)定，它由動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀（或動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)）給出一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)變?chǔ)?，在分析（或記錄系統(tǒng)）系統(tǒng)顯示屏上得到標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)變的幅高H1、H2。在測(cè)量后，應(yīng)再次標(biāo)定，這樣在動(dòng)應(yīng)變曲線后，又可得一標(biāo)定值H3、H4（見(jiàn)圖4-13）。在進(jìn)行動(dòng)態(tài)應(yīng)變曲線分析時(shí)，就以此為標(biāo)準(zhǔn)尺度來(lái)確定被測(cè)動(dòng)態(tài)應(yīng)變之振幅（動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)可直接在曲線上直接讀出瞬時(shí)應(yīng)變值。）。其*大*小動(dòng)態(tài)應(yīng)變?chǔ)興max、εdmin計(jì)算公式為：
圖4-13，由時(shí)間坐標(biāo)讀出動(dòng)態(tài)應(yīng)變一個(gè)周期長(zhǎng)度的時(shí)間t0，并按下式計(jì)算應(yīng)變頻率f：
(4-27)
動(dòng)態(tài)應(yīng)力σd由下式計(jì)算：
σdmax=Eεdmax dmin=Eεdmi
