實驗一、內(nèi)壓容器外壁應力測定綜合實驗(已修改)
2025-01-27 03:28 本頁面
【正文】 實驗一、內(nèi)壓容器外壁應力測定綜合實驗一、實驗目的掌握與了解受壓零件應力分析的一般方法；掌握應力測試的基本方法和步驟，熟悉應力測試的基本儀器操作，以及計算機自動測試的過程與設備；了解和掌握邊緣應力的概念，以及平封頭、錐形封頭、球形封頭和橢圓形封頭與筒體相連區(qū)域的邊緣應力分布規(guī)律，加深課堂教學的印象；進一步驗證薄壁容器筒體應力計算公式二、實驗原理靜態(tài)電測應變測量的基本原理電測法是受壓元件應力測量中的一種最常見的方法。其基本原理是通過粘貼在被測量構件表面某點處一定方向上的電阻應變片的電阻值變化來測定構件在某方向上的應變，然后經(jīng)換算及計算出該處的的應力大小。基主要優(yōu)點是：靈敏度及精確度較高，適用于靜載荷常溫下的模型試驗和現(xiàn)場測試。其缺點是：只能測出構件上某一點處某一方向的應變值，不能測出構件內(nèi)部的應變信全面了解構件的應力分布情況。下面主要介紹電阻應變片、電阻應變儀和應力計算方法的基本原理。圖1 電阻應變片的結構示意圖（1）電阻應變片電阻應變片是測量表面應力的主要元件之一，其結構如圖1所示。主要由敏感柵、引出線、底基及表面覆蓋層等部分組成。在應力測量時，用502膠水，將電阻應變片底基粘貼在構件所需測定變形的地點及方向，使敏感柵通過底基與構件一起變形，故只需測出敏感柵的長度變化，即可得出構件的變形大小。也可以看到，上述測定只能測出構件變形在敏感柵面積范圍內(nèi)變形的平均值。電阻應變片敏感柵的長度變化是通過測定電阻變化來確定的。由物理學知，金屬絲電阻的變化與金屬絲長度及截面積之間的關系式為，為金屬絲材料的電阻率，將該式兩邊進行微分有： （1）可見當電阻應變片的長度及截面積發(fā)生變化時，其電阻值也會發(fā)生變化，通過對（1）式進行簡化，可得到： （2）即在一定范圍內(nèi)，其電阻值的變化率與敏感柵長度的變化率成正比。（2）式中表示電阻應變片的靈敏系數(shù)。其計算公式為 （3） 式中為敏感柵金屬絲材料的泊松比，為金屬絲的材料常數(shù)。利用上式計算應變片的靈敏系數(shù)常受到應變片加工工藝和材料成分的影響，使得計算值與理論值有一定的出入。因此實際中，常采用抽樣試驗的方式來確定一批應變片的靈敏系數(shù)?！Ｒ虼嗽跍y量過程中，其靈敏系數(shù)一般直接采用電阻應變片的出廠標牌值，即為（2）電阻應變儀工作片補償片圖2 惠斯登電橋電阻應變儀是測量電阻片電阻變化的專用儀器，其工作原理是通過圖2所示的惠斯登電橋測定電阻片電阻變化所引起的電壓變化，進行放大后輸出。由電工學原理有：當間有電源電壓為時，間的電壓為： （4）當電橋平衡時，即有，由（4）式可得到。若某個橋臂的電阻值發(fā)生變化，則電橋間的電
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