實(shí)驗(yàn)一、內(nèi)壓容器外壁應(yīng)力測定綜合實(shí)驗(yàn)(已修改)
2025-01-27 03:28 本頁面
【正文】 實(shí)驗(yàn)一、內(nèi)壓容器外壁應(yīng)力測定綜合實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆张c了解受壓零件應(yīng)力分析的一般方法；掌握應(yīng)力測試的基本方法和步驟，熟悉應(yīng)力測試的基本儀器操作，以及計(jì)算機(jī)自動測試的過程與設(shè)備；了解和掌握邊緣應(yīng)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(yīng)力分布規(guī)律，加深課堂教學(xué)的印象；進(jìn)一步驗(yàn)證薄壁容器筒體應(yīng)力計(jì)算公式二、實(shí)驗(yàn)原理靜態(tài)電測應(yīng)變測量的基本原理電測法是受壓元件應(yīng)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(gòu)件表面某點(diǎn)處一定方向上的電阻應(yīng)變片的電阻值變化來測定構(gòu)件在某方向上的應(yīng)變，然后經(jīng)換算及計(jì)算出該處的的應(yīng)力大小。基主要優(yōu)點(diǎn)是：靈敏度及精確度較高，適用于靜載荷常溫下的模型試驗(yàn)和現(xiàn)場測試。其缺點(diǎn)是：只能測出構(gòu)件上某一點(diǎn)處某一方向的應(yīng)變值，不能測出構(gòu)件內(nèi)部的應(yīng)變信全面了解構(gòu)件的應(yīng)力分布情況。下面主要介紹電阻應(yīng)變片、電阻應(yīng)變儀和應(yīng)力計(jì)算方法的基本原理。圖1 電阻應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)示意圖（1）電阻應(yīng)變片電阻應(yīng)變片是測量表面應(yīng)力的主要元件之一，其結(jié)構(gòu)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(yīng)力測量時(shí)，用502膠水，將電阻應(yīng)變片底基粘貼在構(gòu)件所需測定變形的地點(diǎn)及方向，使敏感柵通過底基與構(gòu)件一起變形，故只需測出敏感柵的長度變化，即可得出構(gòu)件的變形大小。也可以看到，上述測定只能測出構(gòu)件變形在敏感柵面積范圍內(nèi)變形的平均值。電阻應(yīng)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(xué)知，金屬絲電阻的變化與金屬絲長度及截面積之間的關(guān)系式為，為金屬絲材料的電阻率，將該式兩邊進(jìn)行微分有： （1）可見當(dāng)電阻應(yīng)變片的長度及截面積發(fā)生變化時(shí)，其電阻值也會發(fā)生變化，通過對（1）式進(jìn)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(yīng)變片的靈敏系數(shù)。其計(jì)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(jì)算應(yīng)變片的靈敏系數(shù)常受到應(yīng)變片加工工藝和材料成分的影響，使得計(jì)算值與理論值有一定的出入。因此實(shí)際中，常采用抽樣試驗(yàn)的方式來確定一批應(yīng)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(yīng)變片的出廠標(biāo)牌值，即為（2）電阻應(yīng)變儀工作片補(bǔ)償片圖2 惠斯登電橋電阻應(yīng)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(jìn)行放大后輸出。由電工學(xué)原理有：當(dāng)間有電源電壓為時(shí)，間的電壓為： （4）當(dāng)電橋平衡時(shí)，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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