第7章力学参数测量.ppt

了解和掌握机械结构受力状态的方法： (1) 理论分析 (2) 实验分析 实验分析基本作用： (1) 分析研究机械结构的受力状态 (2) 验证设计理论的正确性 (3) (4)了解和掌握机械设备在实际工作中的安全性 应变和力是最重要的测量力学参数。 应变电测法：利用电阻应变片测量构件表面应变，再根据应变与应力的关系确定构件表面应力状态。 应变电测法测量系统构成：应变片、应变仪、记录仪、分析处理设备。; 一、电桥输出特性 在受力构件的测点处，按其应变方向，粘贴应变片R1、R2、R3、R4，组成电桥，输出电压;第一节 应力应变测量; 二、应变片布片和组桥 应变片感受的是构件表面某点的拉（压）应变。 在多数情况下，表面应变可能是由多种内力因素（如既有拉力，又伴有弯矩）造成的。 应变片本身不能分辨示值中的各应变成分，但是只要合理地选择贴片位置、方位和把应变片合格地接入电桥，就能利用电桥的和差特性，达到测量目的。 ;1、应力测量基本步骤 选择测点→粘贴应变片→组成测量电路和系统→应力应变换算。 测点选择与确定 ——根据受力构件(受力状况分析或)测量要求，确定测点位置。 应变片粘贴方向确定——最大应变方向。;2、贴片与接桥原则 ①分析构件受力性质，了解应力分布规律，选择主应力最大、最能反映力学规律的点为贴片位置； ②按电桥和差特性组桥，得到欲测应变的输出，且灵敏度高，非线性误差小，消除温度影响； ③测量载荷时，贴片位置的应变与外载荷成线性关系(避开非线性区)。;3、受力构件应力状态： 单向应力、平面应力和三向应力。 应力应变测量只能测量受力构件的表面应力，属于平面应力测试。 ;第一节 应力应变测量;第一节 应力应变测量;第一节 应力应变测量;1、单向应力;1、单向应力;2、平面应力状态 构件表面上的力，除纯拉伸（压缩）及构件的棱边属单向应力状态外，都是平面应力状态。 1）主应力方向已知 承受内压的薄壁圆筒形容器的筒体，系处于平面应力状态下，其主应力方向是已知的。 只需沿两个互相垂直的主应力方向上各贴一片应变片，???外再采取温度补偿措施，就可以直接测出主应变和。 ;第一节 应力应变测量;第一节 应力应变测量;3)?未知主应力方向 在测点处，设定 x、y坐标方向 ;第一节 应力应变测量;第一节 应力应变测量; 四、组合应力作用下的单项应力测量——了解其中单项力的作用，而消除其他力的影响。 基本方法： 1)利用拉(压)、弯、扭主应力的正负应变特性； 2)合理利用电桥和差特性。;第一节 应力应变测量;测转矩;第一节 应力应变测量;第一节 应力应变测量;第一节 应力应变测量;五、应力应变测量系统; 动态应变测量系统; 六、提高测量精度的措施;第一节 应力应变测量;第一节 应力应变测量;第一节 应力应变测量;第一节 应力应变测量;第一节 应力应变测量;第一节 应力应变测量;第一节 应力应变测量;第一节 应力应变测量;★随机载荷 通过力和转矩的测量，了解和研究零件/构件内部受力情况和工作状态，为改进设计和提高设备性能提供依据。 一、力的测量方法 直接比较法和间接比较法 ;2、间接比较法 ——将被测力通过转换元件成比例地转换为其他物理量，间接地与基准量进行比较。 间接法适用于动态测量，测量精度取决于：包括传感器在内的测试系统精度和标定精度。;第二节 力和转矩测量;二、测力传感器 特点：测力传感器与纯机械式测力装置比较，具有弹性小、响应速度快、易于记录和易于进行后续数据处理等优点。适用于静、动态及用于爆炸、断裂等瞬态力的测量。 按用途分：力、压力、转矩传感器… 按工作原理分：电阻应变式、电感式、电容式、压电式、压磁式、压阻式… 力传感器用途：测力、称重(荷重传感器);特点： 测力范围大(mN～108N)； 非线性误差≤0.5%； 测量精度可控制在±0.1%以内(配套仪器具有相当高的精度和稳定性);按弹性元件结构形式分类： ;第二节 力测量;第二节 力测量;输出电压 ;圆柱应力 ;2. 环式力传感器 ;第二节 力测量;; 2)贴片与组桥;第二节 力和转矩测量;3. 梁式力传感器 ; 最大应力和应变发生在梁的根部x=l处。 根据梁的根部的应力来计算梁的强度、确定梁的几何尺寸。 ; 特点：高度低，精度高，抗偏心载荷能力强，加工困难。;第二节 力测量;第二节 力测量;1. 压电式测力传