第九章应变力和扭矩的测量.pptVIP

三、平面应力状态下主应力的测定上面介绍了在一点处测量三个选定方向的线应变，该点的应力状态便完全确定了。在一点处沿几个不同方向贴几个电阻应变片，叫做“应变花”。最常用的有45°角应变花及60°角应变花。1）45°应变花当取θ=0°、α=45°、φ=90°三个方向时，即为45°应变花，把角度θ、α、φ值代入，则可得θ、α、φ三个方向的应变第62页，共102页，星期日，2025年，2月5日三、平面应力状态下主应力的测定第63页，共102页，星期日，2025年，2月5日三、平面应力状态下主应力的测定联立求解上述三个方程，可得：第64页，共102页，星期日，2025年，2月5日平面应力状态下主应力的测定为了计算方便，将上式代入到求主应力和主方向的表达式中，可得：式中θ0角为主方向与θ方向应变片的夹角。第65页，共102页，星期日，2025年，2月5日平面应力状态下主应力的测定2）60°应变花当取θ=0°、α=60°、φ=120°三个方向时，即为60°应变花，同理可得主应力及主方向公式为：第66页，共102页，星期日，2025年，2月5日平面应力状态下主应力的测定第67页，共102页，星期日，2025年，2月5日平面应力状态下主应力的测定式中,θ0角为主方向与θ方向应变片的夹角。目前常用的应变花有三片45°、60°、90°等，也有四片的45°应变花和60°应变花。一般情况下，在主方向已知时用90°应变花，沿两个互相垂直的主方向贴应变花。45°应变花用在主方向可以大致分析出来的情况，将互成90°的两个丝栅沿大致确定的主方向粘贴，这样可以减少测量误差。第68页，共102页，星期日，2025年，2月5日平面应力状态下主应力的测定在主方向完全不了解的情况下用60°应变花，因为这种应变花的三个丝栅与主方向靠近甚至重合的机会很大，感受的应变数值也较大，因此可以减少测量误差。四片45°应变花用在那些比较重要的试验中，此时第四个丝栅的测量数据可以用来校核测量结果是否准确，因为互相垂直的应变值之和是一个常数即：第69页，共102页，星期日，2025年，2月5日平面应力状态下主应力的测定同时还可以用来防止因一个丝栅偶然损坏而影响应变测试的情况。四片60°应变花和四片45°应变花有类似的作用，但有：当构件表面各处的应力梯度较大时，三个应变片应尽量贴得集中。当构件表面的应力变化不大时，可以使各片不相重叠，这样应变片散热比较容易，而且，每个应变片的变形同被测构件变形比较一致。第70页，共102页，星期日，2025年，2月5日四、测点的选择以及布片与接桥的原则1.测点的选择在工程结构的应变测量中，合理、正确地选定测点是必须首先解决的重要问题。因为，测点位置选择得不恰当或数量不足，就不能达到测试的预期目的。过多的测点会增加不必要的测试工作量，有时还会由于仪器条件的限制，以致根本不可能实现。若被测对象是杆件，即可根据测试要求，按前面讲述的方法进行测量。但是，工程上需要测试的构件往往是形状或受力形式都比较复杂，这就要根据力学理论，再结合实践经验，按测试目的选择测点。第71页，共102页，星期日，2025年，2月5日四、测点的选择以及布片与接桥的原则对于正在研制的新产品，必要时，多先进行光弹性试验，以了解它的应力分布规律，从而选择截面形状或判断危险点位置，为确定电测测点提供依据。对于已生产使用的机械及工程结构，也可以配合使用脆性涂层等实验方法，了解其表面应力分布情况，然后选定测点。总之，测点的选择是一个既重要又复杂的问题，需要认真对待。通常应考虑以下几方面。第72页，共102页，星期日，2025年，2月5日四、测点的选择以及布片与接桥的一般原则（1）首先对构件进行受力分析：建立力学模型，计算机电算（用有限元法等计算），找到危险点及易损部位。根据受力分析，实践经验及易损部位等，按测试要求选定测点。（2）注意应力集中区域：对于构件容易发生应力集中的孔、槽、或截面尺寸有急剧变化的地方，要予以注意。测点应适当多布置一些，以便了解这些地区的应力变化情况。第73页，共102页，星期日，2025年，2月5日四、测点的选择以及布片与接桥的一般原则（3）若欲测未知区域，可以多布几个点对最大应力难于确定或需要了解截面应力分布规律，或需要了解构件曲线段应力过渡情况等，一般的是在欲测的地方均匀地布置5~7个测点。（4）充分利用结构及载荷的对称性。利