管道應力應變測量

管道應力應變測量制作：常凱齊永健1可編輯ppt目錄一電阻應變片應用原理二管道布片方案三數(shù)據(jù)收集處理2可編輯ppt一電阻應變片應用原理金屬電阻應變片測量系統(tǒng)可分為三個基本環(huán)節(jié)：1.傳感器：通過彈性元件將力轉變?yōu)閼儯儆呻娮钁冇媽C械應變轉變?yōu)殡娮枳兓俊?.電阻應變儀：放大由電阻應變計組成的電橋所輸出地電壓，以電壓或電流信號輸出。3.指示、記錄裝置：如計算機等。3可編輯ppt一電阻應變片應用原理電阻應變測量方法：

電阻應變測量方法是將應變轉換成電信號進行測量的方法，簡稱電測法。電測法的基本原理是：將電阻應變片（簡稱應變片）粘貼在被測構件的表面，當構件發(fā)生變形時，應變片隨著構件一起變形，應變片的電阻值將發(fā)生相應的變化，通過電阻應變測量儀器（簡稱電阻應變儀），可測量出應變片中電阻值的變化，并換算成應變值，或輸出與應變成正比的模擬電信號（電壓或電流），用記錄儀記錄下來，也可用計算機按預定的要求進行數(shù)據(jù)處理，得到所需要的應變或應力值。其工作過程如下所示4可編輯ppt一電阻應變片應用原理電測法具有靈敏度高的特點，應變片重量輕、體積小且可在高（低）溫、高壓等特殊環(huán)境下使用，測量過程中的輸出量為電信號，便于實現(xiàn)自動化和數(shù)字化，并能進行遠距離測量及無線遙測被測管道顯示記錄儀器應變片放大電路測量電路5可編輯ppt一電阻應變片應用原理1.應變效應當金屬絲在外力作用下發(fā)生機械變形時，其電阻值將發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為金屬的電阻應變效應。2.電阻應變片的結構和工作原理應變片的結構

6可編輯ppt一電阻應變片應用原理

4231電阻應變片結構示意圖bl柵長柵寬7可編輯ppt一電阻應變片應用原理1、敏感柵：用合金絲或合金箔制成的柵。柵長l：指兩端圓弧內(nèi)側或兩端橫柵內(nèi)側之間的距離，一般為0.2~100mm。柵寬b：敏感柵外側之間的距離。應變片軸線：敏感柵縱柵的中心線。2、基底：用來保持敏感柵的幾何形狀和相對位置。3、蓋層：用來保護敏感柵，常用材料有紙、膠膜、玻璃纖維等。4、引線：用來由敏感柵引出電信號的金屬導線。用鍍錫銅線（通常）制成5、粘結劑：將敏感柵固定在基底上，常用環(huán)氧樹脂類和酚醛樹脂類粘結劑。8可編輯ppt一電阻應變片應用原理工作原理：由物理學可知：金屬導線的電阻率為其中：導線材料電阻率，L導線長度，A導線橫截面積9可編輯ppt當金屬導線沿其軸線方向受力變形時（伸長或縮短），電阻值會隨之發(fā)生變化（增大或減?。@種現(xiàn)象就稱為電阻應變效應。將上式取對數(shù)并微分，得式中：dL/L為金屬導線長度的相對變化一電阻應變片應用原理10可編輯pptdA/A為導線橫截面積的相對變化。若導線直徑為D，則式中：μ為導線材料泊松比一電阻應變片應用原理11可編輯ppt式中:

R---金屬絲電阻值的變化量;Ko---金屬材料的應變靈敏系數(shù),它主要由試驗方法確定,且在彈性極限內(nèi)基本為常數(shù)值;ε---金屬材料的軸向應變值,即,因此又稱ε為長度應變值,對金屬絲而言,其值勤在0.24--0.4之間. 一電阻應變片應用原理12可編輯ppt一電阻應變片應用原理測量電橋的幾種組成方法

合理利用橋路特性可達到以下目的：（1）實現(xiàn)溫度補償；（2）從復雜的變形中測出所需要的應變分量；（3）擴大應變儀讀數(shù)，以減小讀數(shù)誤差，提高測量靈敏度。

13可編輯ppt1、半橋接線法在測量電橋的橋臂AB、BC上接應變片，另外兩橋臂AD、CD上接應變儀內(nèi)部固定電阻R，則稱半橋接線法。由于下半個橋接的固定電阻不感受應變，由公式可得應變儀的讀數(shù)應變：實際測量時，可分為兩種情況：1）半橋測量：電橋的兩個橋臂AB、BC接應變片。2）半臂測量：電橋的兩個橋臂AB、BC上，任一橋臂上接工作應變片，而另一橋臂接溫度補償片一電阻應變片應用原理14可編輯ppt一電阻應變片應用原理2、全橋接線法在測量電橋的四個橋臂上都接上應變片。對于等臂電橋，此時應變儀的讀數(shù)應變由公式可得出：單臂

半橋全橋15可編輯ppt一常用金屬電阻絲材料的性能16可編輯ppt一幾種常用的國產(chǎn)應變片的技術數(shù)據(jù)17可編輯ppt二管道布片方式布片方案要考慮測點的應力狀態(tài)、構件的受載情況和溫度補償原則。單向應力狀態(tài)測點只貼一個工作片,主方向已知的雙向應力狀態(tài)測點貼兩個工作片,如果主方向未知,則在一點貼三個工作片或采用應變花。當管道承受拉、彎、扭的不同載荷時,應根據(jù)測試要求確定應變片的布片方法,以消除測量結果中不需要的載荷影響。在溫度沿構件表面變化不大的測試件中,測點可以按位置分組,同一組的工作片共用一個貼在附近的溫度補償片18可編輯ppt應變花

二管道布片方式0045090019可編輯ppt二管道布片方式管道承受彎曲和扭轉組合作用時，鋼管表面上任意一點可以認為處于平面應力狀態(tài)，如圖所示。AABB20可編輯ppt二管道布片方式為了測圓筒主應力的大小及方向，在管道的上下表面對應的兩點A、B處分別粘貼2枚電阻應變片，應變片的布片方案為45o應變花?？梢园错樞蜻x擇不同角度的三枚應變片為一組，測得三個不同方向的應變值，則該點的主應力大小及方向即可算出。21可編輯ppt三數(shù)據(jù)收集處理數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的工作原理：

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件由傳感器、數(shù)據(jù)采集儀和計算機(控制器與分析器)組成。傳感器部分包括各種電測傳感器。傳感器的作用是感受各種物理量,例如力、線位移、角位移、應變和溫度等,并將這些物理量轉變?yōu)殡娦盘枴?/p>

數(shù)據(jù)采集儀的作用是對所有的傳感器通道進行掃描,將掃描得到的電信號進行數(shù)字轉換,轉換成數(shù)字量,再根據(jù)傳感器特性對數(shù)據(jù)進行傳感器系數(shù)換算(如將電壓數(shù)換算成應變或溫度等),然后將數(shù)據(jù)傳送給計算機,或者將這些數(shù)據(jù)打印輸出、存入磁盤。計算機