结构实验(结构的应力应变测试)
应力应变测量 PPT课件
第一节 电阻应变片
(4)半导体应变片
半导体应变片的工作原理是基于半导体材料的压阻效应。 所谓压阻效应是指单晶半导体材料在沿某一轴向受到外 力作用时， 其电阻率ρ发生变化的现象。
从半导体物理可知，半导体在压力、 温度及光辐射作用下，能使其电阻率ρ 发生很大变化。实现温度来自偿的条件为tt
K0
(g
s )t
0
当被测试件的线膨胀系数βg已知时，通过选择敏感栅材料， 使下式成立
K0(g s )
即可达到温度自补偿的目的。
优点：容易加工，成本低， 缺点：只适用特定试件材料，温度补偿范围也较窄。
第二节 应变片的主要特性
b. 双金属敏感栅自补偿应变片
敏感栅丝由两种不同温度系数的金属丝串接组成
1、弯矩M的测量 测弯矩的贴片与接桥如右图所示，R1=R2=R，电阻增量△R0：
R0 R1 R2 KR1( P M ) KR2 ( P M ) 2KR M
相对电阻的增量为：
R0 R0
2KR M
R
2K M
仪器的应变读数为：
ˆ
R0 / R0 Kˆ
2 M
M
EW M
EW
ˆM
2
(取Kˆ K )
BK-2S称重传感器
产品详细介绍 采用国际流行的双梁式或剪切S梁结构，拉 、压输出对称性好、 测量精度高、结构紧凑，安装方便，广泛用 于机电结合秤、料斗秤、包装秤等各种测力 、称重系统中 供桥电压 12VDC 输入阻抗 380±20Ω 输出阻抗 350±10Ω 绝缘电阻 ≥2000MΩ 工作温度 -10~+50℃
dR (1 2)
R
挠度、应力、应变的几种测试方法(青苗教育)
光纤光栅测试方法特点： 1）光纤光栅传感器以光纤作为信号载体，传感器体积小、重量轻， 容易满足被测结构件对狭小空间的安装需求；另一方面，在使用 传感器密集的地方，从尺寸和重量上进行比较，几乎没有其他传 感器可以与光纤光栅传感器进行媲美。 2）属于光学测量方法，抗电磁干扰，适合用于长距离信号传输。 3）光学信号入射和反射线的输入输出回路仅为一根直径0.25 mm 的光纤， 能够极大地简化测试系统结构。 4）理论上，一根光纤上可以连续制作几十个传感器（被测对象变 形越小，可以连续制作的传感器也越多），便于构成分布式传感 系统。
(2) GPS定位受外界大气影响小，可以在暴风雨和大雾中进行监测。 (3) GPS测量位移自动化程度高。从接收信号，捕捉卫星到完成RTK差 分位移都是由仪器自动完成，所测结果自动存人监控中心。
(4) GPS定位速度快，精度高。
技能教育
15
缺点：利用GPS进行桥梁挠度测量。GPS虽然能实现动态实时、
பைடு நூலகம்
技能教育
4
三、挠度测试方法
1、百分表法
2、倾角仪测量挠度法
3、连通管液位式挠度测量法 4、光电成像挠度测量方法
5、全站仪挠度测量法
6、GPS挠度测量法
技能教育
5
1、百分表法
百分表：一种精度较高的比较量具, 它只能测出相 对数值,不能测出绝对数值, 主要用于测量形状和位 置误差, 测量精度为0. 01 mm。 原理：被测尺寸引起的测杆微小直线移动,经过齿轮 传动放大,变为指针在刻度盘上的转动,从而读出被测 尺寸的大小。 优缺点:该法安装与使用方便, 读数可靠, 不受环境影 响。但该法需要搭设工作支架和观测脚手架, 而且观 测人员多, 不能自动记录,观测读数费时, 仅适用于桥 下可搭设支架的桥梁工程，不适合应用于大跨度缆 索桥梁挠度测量中。
应力应变测量PPT课件
Ⅳ
66.6 59.7 -55.4 -55.0 26.6 23.2 -49.5 -47.7
/ -1.3 -0.5 -1.2 -48.2 -34.4 81.6 89.5 155.2 136.2 48.4 48.5 -22.9 -20.8 -60.8 -64.8 10.2 3.9
Ⅴ
-8.5 -7.7 -2.8 -2.9 -10.6 -10.0 -3.8 -1.2 -1.3 -1.1 -33.1 -32.8 71.7 70.8 -9.4 -7.8 -15.2 -15.8 -6.7 -8.4 3.8 3.7 -18.3 -19.5 4.0 14.3
扭（转）矩作用下，正应力分布如图7-10所示
第14页/共29页
其测点1，2，3，4的正应力分别为：
然3后根4、据
测
量
得
到
的
1
N
，求1 得 2获 得3
4
2 、 断 面4 内
力
：
My
1 2
3
4
4
Mz
1
2
3
4
4
1
2
3
4
4
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（3）结论： 断面角点处没有剪应力存在，属单向应力状态，该 正应
仅有较大的正应力，而且 有 较 M大y 2的 3剪 2应力。 四、应力合成与强度校核（略讲） 通常用第四强度理论进行校核
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§7-4 起重机金属结构应力测量
一、金属结构应力测量的任务 应力、应变测量应用任务：（测量目的和任务） 1．校核性测量：验证结构强度（刚度）是否满足理
论计算要求。例如，新产品鉴定性检测。 2．改进性测量（节约化）：产品改进，确定安全储
第五章应力应变测试
应力、应变电测法原理
电阻的相对变化量由两方面因素决定： 1）对于金属材料，电阻的变化主要由金属丝几何尺寸的改变引起； 电阻丝灵敏度系数（dR/R）/ ε 为（1+2μ ）。 2）对于半导体材料，其工作原理基于半导体的压阻效应，材料受力 后， 材料的电阻率发生变化。其灵敏度系数为（dR/R）/ ε 为λ E。
电阻应变片的特性及应用
绝缘电阻
应变片绝缘电阻是指已粘贴的应变片的引线与被测件之间的 电阻值Rm。通常要求Rm在50～100 MΩ以上。绝缘电阻过低， 会造成应变片与试件之间漏电，使应变片的指示应变产生误差。 Rm取决于粘结剂及基底材料的种类及固化工艺。在常温使用条 件下要采取必要的防潮措施，而在中温或高温条件下，要注意选 取电绝缘性能良好的粘结剂和基底材料。
电阻应变片的信号调理电路
半桥单臂电路
——半桥单臂
上式对另外三臂也适用。 分母中有微小电阻，存在一定非线性。
电阻应变片的信号调理电路
半桥双臂电路
当有对称应变点
可用
两片应变片
灵敏度提高一倍 线性度改善了，分母中无微小电阻。
电阻应变片的信号调理电路
全桥电路
图2-9为一应变片直流电桥，其中E=4V，
第五章应力应变测试
本章主要内容
应力、应变测试方法 应力、应变测试原理 电阻应变片的特性及应用 电阻应变片的信号调理电路 电阻应变仪
应力、应变测试方法
测量应力、应变的目的
为了研究机械结构、桥梁、建筑等某构件在工作状态下的受力 、变形情况，通过测试测得构件的拉、压应力、扭矩及弯矩，为结 构设计、应力校核或构件破坏的预测等提供可靠的测试数据。
采取的措施：为了减小应变片的机械滞后个测量结
果带来的误 差，可对新粘贴应变片的试件反复加
测量混凝土应力应变性能的方法
测量混凝土应力应变性能的方法混凝土是建筑工程中最常见的建筑材料之一，其性能对结构的安全和耐久性至关重要。
为了确保混凝土在不同应力条件下能够承受载荷并保持其完整性，工程师和科研人员需要深入了解混凝土的应力应变性能。
本文将深入探讨测量混凝土应力应变性能的方法，包括传统试验和现代非破坏性技术，以及这些方法的应用和局限性。
传统试验方法1. 拉伸试验拉伸试验是测量混凝土应力应变性能的经典方法之一。
在这种试验中，混凝土样本在受拉力作用下被拉伸，从而测量其应力应变关系。
这种方法可以用来确定混凝土的弹性模量、极限强度和断裂应变等参数。
拉伸试验通常采用标准试验样品，如圆柱体或梁。
2. 压缩试验压缩试验是另一种常见的传统试验方法，用于测量混凝土的应力应变性能。
在这种试验中，混凝土样本在受压力作用下被压缩，从而测量其应力应变关系。
压缩试验可以用来确定混凝土的抗压强度和变形性能。
标准试验样品通常是圆柱体。
3. 弯曲试验弯曲试验用于测量混凝土的抗弯性能。
在这种试验中，混凝土梁在两个支点之间受到弯曲载荷，从而测量其应力应变关系。
弯曲试验可以用来确定混凝土的弯曲强度、弯曲模量和裂缝形成特性。
现代非破坏性技术传统试验方法虽然可靠，但通常需要破坏性地测试混凝土样品，这在某些情况下可能不可行。
因此，现代非破坏性技术应运而生，提供了更便捷和经济的方法来测量混凝土的应力应变性能。
1. 超声波测试超声波测试是一种广泛应用的非破坏性技术，用于评估混凝土的质量和性能。
通过测量超声波在混凝土中的传播速度，可以推断混凝土的弹性模量和抗压强度等参数。
这种方法不需要破坏样品，适用于现场检测。
2. 钻孔取芯钻孔取芯是一种用于获取混凝土样品的非破坏性技术。
通过取芯样品并进行实验室测试，可以确定混凝土的强度和变形性能。
这种方法适用于已建成的结构，可以在不破坏结构完整性的情况下进行测试。
3. 应变计和传感器现代应变计和传感器技术可以在混凝土结构上安装应变计和传感器，实时监测结构的应力应变性能。
实验应力分析
第 2 章 电阻应变计的原理及使用
2.1 电阻应变计的工作原理
电阻应变计习惯称为电阻应变片，简称应变计或应变片。出现于第二次世界大战结束的
前后，已经有六十多年的历史。电阻应变计的应用范围十分广泛，适用的结构包括航空、航
天器、原子能反应堆、桥梁、道路、大坝以及各种机械设备、建筑物等；适用的材料包括钢
当进行多次重复测量时，输入量由小到大或由大到小重复变化，而对应于同一输入量其 输出量亦不相同，这种偏差称为重复性误差。常用全量程中的最大重复性误差与满量程的百 分数来表示测量系统的重复性指标。 1.2.6 零漂与温漂
当测量系统的输入量和环境温度不变时，输出量随时间变化，称为零漂。由外界环境温 度的变化引起的输出量变化，称为温漂。
2
图 1-2 测量系统的滞后
1.2.4 灵敏限与分辨率 当输入量由零逐渐加大时，存在着某个最小值，在该值以下，系统不能检测到输出，但
这个最小值一般不易确定，为此规定一个最小输出值，而与它相应的输入值即为系统能够检 测到输出的最小输入值，称为灵敏限。
如果输入量从任意非零值缓慢地变化，将会发现在输入量变化值没有超过某一数值之 前，系统不能检测到输出量变化，因此存在一个最小输入变化量。为了便于确定，规定了一 个最小输出变化量，而与它相应的输入变化量即为系统能够检测到输出量变化的最小输入变 化量，称为分辨率。一般指针式仪表的分辨率规定为最小刻度分格值的一半，数字式仪表的 分辨率是最后一位的一个“字”。 1.2.5 重复性
滞后表示当测量系统的输入量由小增加到某一值和由大减小到某一值的两种情况下，对
于同一输入量其输出量不相同，如图 1-2 所示，同一输入量时的输出量偏差 yd − yc ，称
为滞后偏差。最大滞后偏差 yd − yc max 与全量程输出范围 ymax 比值的百分数，称为测量
金属结构应力测试通用方法
金属结构应力测试通用方法
金属结构应力测试的通用方法主要有以下几种：
盲孔法：在被测工件的表面贴上应变花，并对工件打孔，孔周围应力松弛，而形成新的应力/应变场分布。
通过标定应变释放系数A、B，基于弹性力学原理可推算出工件原有残余应力及应变。
这种方法在1934年由德国学者Mathar J提出，现已发展的较为成熟。
电阻应变计测量法：通过测量被测物电阻大小的变化，根据等量关系进行换算从而求出应力。
这种检测方法是目前通用的测试方法中最早被大众接受，最广泛使用的。
这种测量方法能数字化测量应用十分广泛，并且频率、精度、灵敏度方面都有明显优势。
但是在动态的检测中，由于很难进行信号监测，因此精度很容易受外部条件的影响。
X射线法：这种方法可以实现对构件中的应力的检测是无损的，相较其他的检测方法，这种方法非常好用，广受好评。
但是它的检测精度非常容易受到很多因素的影响，而且通常监测的设备十分复杂，所以很难用于现场的测试，这是它的一个明显的弊端。
光弹性法：通过计算结构模型的干涉图来计算应力的大小。
这种方法就是我们所熟知的光弹性法。
以上就是金属结构应力测试的通用方法，这些方法有各自的优缺点，选择最适合的方法取决于测试的目的和要求。
同时，这些方法都需要一定的专业知识和技能来正确实施和解释结果。
在选择和应用这
些方法时，应寻求专业人士的建议和指导。
混凝土应力应变全曲线的试验研究
混凝土应力应变全曲线的试验研究混凝土作为建筑材料广泛应用于各种建筑结构中，其应力应变行为是混凝土结构和混凝土材料研究的重要内容。
混凝土的应力应变关系直接影响着结构的强度、稳定性和耐久性，因此对于混凝土应力应变全曲线的试验研究具有重要意义。
本文将围绕混凝土应力应变全曲线的试验展开讨论，以期为混凝土工程的应用和发展提供有益的参考。
在本次试验中，我们采用了电子万能试验机（WDW-100）和混凝土压力试验机（YYD-200）对混凝土试件进行应力应变全曲线的测试。
试件为100mm×100mm×100mm的立方体，成型龄期为28天。
在试验过程中，通过拉伸和压缩两种方式对试件施加荷载，并采用引伸计和压力传感器测量试件的变形参数。
按照设计的试验方案，我们对每个试件进行了应力应变全曲线的测试，并得到了完整的曲线。
通过对曲线图的观察和分析，可以清楚地看到混凝土试件在受力过程中的弹性变形、塑性变形和破坏三个阶段。
通过对试验结果的分析，我们发现混凝土应力应变全曲线具有以下特征和规律：弹性变形阶段：在施加荷载的初期，混凝土试件表现出弹性变形特征，应力与应变呈线性关系。
此时，混凝土的弹性模量较高，抵抗变形的能力较强。
塑性变形阶段：随着荷载的不断增加，混凝土试件开始进入塑性变形阶段。
在这个阶段，应变随应力的增加而迅速增大，而应力与应变的关系逐渐偏离线性关系。
这是由于混凝土内部的微裂缝逐渐产生、扩展和贯通，导致结构内部发生不可逆的塑性变形。
破坏阶段：当荷载继续增加到一定程度时，混凝土试件突然破坏，应力发生急剧下降。
这个阶段标志着混凝土结构的极限承载能力达到极限，结构失去稳定性。
通过本次试验，我们得到了混凝土应力应变全曲线，分析了曲线特征和规律，并探讨了该曲线对混凝土疲劳性能和裂纹扩展行为的影响。
试验结果表明，混凝土的应力应变关系是一个复杂的过程，不仅与材料的组成和结构有关，还受到外界环境和加载条件等多种因素的影响。
起重机械金属结构应力测试技术规范编制说明
起重机械金属结构应力测试技术规范编制说明起重机械应力测试工作是起重机械安全评估工作的重点内容，它能直接反映出结构的强度与疲劳性能。
目前不同机构在实施应力测试工作时存在无标准可依的情况，导致测试内容不尽相同，产生了一定的分歧。
广州特种机电设备检测研究院长期从事起重机械安全评估工作，在应力测试方面积累了丰富的经验。
为统一测试过程，规范测试手段，撰写此标准。
1前言世界经济全球化促进了国际贸易的迅速发展，而其中90%以上的国际贸易量是通过水路运输来完成的。
考虑运输的经济性，船舶趋向大型化和专业化，使码头起重机朝着重型、高速、专业化方向发展，目前大型集装箱桥吊的起重量达己到65t,外伸距接近70m,而金属结构的重量通常占整机重量的60%-70%对于大型港口机械，如各类装卸桥，o金属结构的比重甚至上升到80%-90K起重机出现安全事故小则造成经济损失，大则出现人员伤亡，而设备的大型化使人们对安全性问题更为重视，但是令人遗憾的事情还是时有发生。
如1987年8月上港7区（今上海煤炭装卸公司）1台大型卸煤机主臂架突然断裂造成灾难性破坏；1995年香港友联公司1台40t41m多用途起重机臂架系统突然断裂失效；1997年3月山东日照港1台16∕25t门座起重机突然臂架折断。
上述事故大部分都在正常作业状态下发生，造成人员伤亡及巨大的经济损失。
事后调查表明绝大部分事故是由于金属结构失效引起的。
原武汉交通科技大学物流技术与装备CAD/CAE研究所，根据武汉汉阳港、厦门东渡港和广州新港42台门座起重机的抽样调查，在所发生的141次故障中，折断故障占到5.67%□随着国内大量起重机超过使用期限，部分使用甚至达到40年，对这类起重机进行安全评估势在必行。
目前国内标准对安全评估有规定，其中涉及到对起重机金属结构进行应力测试，以此来判断结构的强度情况。
实际应用过程中，国内安全评估机构进行应力测试时，根据力学原理分析或有限元分析确定测试点的位置和数量，操作起来自成一家，导致评估质量下降。
钢筋或混凝土应力应变测试
应变计安装在2根钢筋中间
单向应变计埋设：在混凝土浇筑前，把应变计固定在钢筋笼内；在混凝土振捣后，及时在埋设位置挖孔（槽）将应变计埋入，埋入后周围用人工回填覆盖。
双向应变计埋设
双向应变计埋设方法：双向应变计埋设一般应在保持相互垂直状态，间距约8~10cm。
应变组的埋设
应变组的埋设方法：将应变计固定在支座及支杆等附加装置上，以保证在混凝土浇筑过程中仪器能够保持定位和方向不变。
根据应变计在混凝土中的位置，分别采用预埋锚杆或带锚杆的砼块以便固定支座位置和方向，浇筑时应用无底木箱(木框)罩住，并随砼升高而不断提升木箱，直至取出。
应变计在混凝土表面的安装
表面应变计的安装：
表面应变计用于测量钢结构应变时又称钢板计，也常用于混凝土和其他结构物的表面应变测量。
埋入式应变计
表面应变计。
结构试验中测量位移应变方法
应变测量
3、振弦式应变计
特点：振弦式应变计适用于长期埋设在水工结构物 或其它混凝土结构物内，测量结构物内部的应变量， 并可同步测量埋设点的温度。加装配套附件可组成 多向应变计组、无应力计、岩石应变计等测量应变 的仪器。大弹模应变计主要用于高仓位混凝土连续 浇筑，如地下连续墙、防渗墙、灌注桩等工程场合。 振弦式应变计具有智能识别功能。
3、角位移传感器
工作原理：是位移传感器的一种，采用非接触式专 利设计，与同步分析器和电位计等其它传统的角位 移测量仪相比，有效地提高了长期可靠性。它的设 计独特，在不使用诸如滑环、叶片、接触式游标、 电刷等易磨损的活动部件的前提下仍可保证测量精 度。
位移测量
3、角位移传感器
特点：该传感器采用特殊形状的转子和线绕线圈， 模拟线性可变差动传感器（LVDT）的线性位移，有 较高的可靠性和性能，转子轴的旋转运动产生线性 输出信号，围绕出厂预置的零位移动±60（总共 120）度。 此输出信号的相位指示离开零位的位移 方向。转子的非接触式电磁耦合使产品具有无限的 分辨率，即绝对测量精度可达到零点几度。
应变测量
3、振弦式应变计
工作原理： 当被测结构物内部的应力发生变化时，应变计同步
感受变形，变形通过前、后端座传递给振弦转变成 振弦应力的变化，从而改变振弦的振动频率。电磁 线圈激振振弦并测量其振动频率，频率信号经电缆 传输至读数装置，即可测出被测结构物内部的应变 量。同时可同步测出埋设点的温度值。
结构:仪器由金属支架，位移计(百分表或千分表)， 伸缩调整部分。
原理:是一种机械式应变测量仪器。仪器有一标准针 距尺，系采用精密低膨胀合金制成，其线膨胀系数 α1.5×10/℃所以当环境温度变化较大时，针距长度 可以认为是不变化的。每次测量前，都必须在标准 针距尺上标读，然后再在试物上测读，比较两者之 间的差数，即为所求变形量。
钢铁材料结构构件工作应力的检测方法及特点
钢铁材料结构构件工作应力的检测方法及特点摘要：应力是钢结构构件中的一个重要参数。
为了判断在役钢结构构件的实际应力，验证设计计算结果的正确性和可靠性，对结构构件尤其是一些重要的结构构件进行应力检测是极其重要的。
因此，有必要对钢结构构件的工作应力检测方法进行总结，并对比分析各种应力检测方法的优缺点，为更好地实现钢结构构件的实时应力监测奠定相关的理论基础。
关键词：钢铁材料结构；工作应力；检测方法；利用巴克豪森效应检测应力;利用逆磁致伸缩效应测量应力;铁磁材料应力的磁弹性检测方法及磁记忆应力检测方法都包括在磁力耦和应力检测方法之中,这也正是一种不同于常规的无损检测的新思路,即基于磁特性的钢铁结构无损应力检测方法。
这种基于钢铁材料磁力耦和特性的应力检测方法比常规无损检测方法先进了一步。
一、钢铁材料结构构件工作应力检测方法及特点检测钢铁材料及其构件的应力及残余应力,一直受到工程界的重视。
目前,还不能用通常的测力手段直接测量结构的应力,一般都通过测量由应力引起的材料的某种物理参数的变化,间接地得出应力的大小和方向。
针对钢铁结构构件工作应力的检测方法,可归纳为以下三种:有损应力检测法;常规无损应力检测法;钢铁材料磁力耦合应力检测法。
二、有损应力检测法1.削磨面积法。
削磨面积法是很常见的一种检测方法，在测试的时候通常选取被测试对象的最大的受力部位为检测区，这种检测方法是有损的，并且不易实现。
2.小孔法。
将有孔应变花放在检测对象的上，紧接着求出应变花的应力，然后要求出应变花电阻大小，最后求出被测物的应力。
这种检测方法在计算数据较为准确，在计算精度方面占有优势，对于精度要求较高的测算，这种方法比较适合。
三、常规无损应力检测法1.电阻应变计测量法。
在所有的测试手段中,电阻应变计测量技术是应用最广泛、发展最完善的一种测量方法。
它起源于19世纪。
这种测量方法的原理是用电阻应变计测定表面应变,再根据应力、应变的关系式,确定构件表面应力状态的一种试验分析方法。
混凝土应力-应变关系检测技术规程
混凝土应力-应变关系检测技术规程一、前言混凝土应力-应变关系检测技术是对混凝土材料力学性能的重要检测方法，其结果对混凝土结构建设、使用和维护具有重要指导意义。
本技术规程旨在规范混凝土应力-应变关系检测的操作流程、方法和要求，确保检测结果准确可靠。
二、适用范围本技术规程适用于对混凝土应力-应变关系进行检测的场合。
检测对象包括混凝土结构中的混凝土构件、混凝土试件等。
三、设备和材料1. 拉伸试验机：满足试验力、位移和变形测量要求，测量范围应包括检测对象的设计强度和全破坏强度。
2. 应变计：精度不低于0.01mm/m，应变范围应与试验机测量范围相适应。
3. 压力计：精度不低于0.5%FS，量程应与试验机测量范围相适应。
4. 混凝土试件：应符合现行国家标准的要求，试件尺寸应根据检测对象的具体情况确定。
5. 试验室环境：温度不低于20℃，相对湿度不高于80%。
6. 其他辅助设备和材料：包括润滑油、刻度尺、标记笔等。
四、检测方法1. 试件制备按照现行国家标准的要求制备混凝土试件，试件应在试验前养护28天。
2. 试件标记和记录在试件上标记试件编号、试件尺寸、试验日期等信息，同时在试验前记录试件的初试长度、宽度和厚度等信息。
3. 试件加载将试件放置在试验机上，保证试件与试验机夹具之间的垂直度和平行度。
在试件两端安装应变计，将压力计安装在试件上方。
开始加载试件，加载速率应根据试件的尺寸和强度等级确定。
4. 数据记录和处理在试验过程中，记录试验机的试验力和位移等数据。
同时，记录应变计的读数，按照试件的几何形状和应变计的位置计算出试件的应变值。
将试验力-位移和应力-应变数据绘制成曲线图，并计算出试件的杨氏模量、屈服强度、极限强度等力学参数。
5. 试件破坏试验结束后，记录试件的破坏形态和破坏位置等信息。
视试验目的的不同，可以进行试件残余强度测试和微观结构分析等。
五、质量控制1. 试件制备质量控制试件制备应符合现行国家标准的要求，试件尺寸应根据检测对象的具体情况确定。
风电机组结构件设计及应力测试试验与分析
模拟实验加载过程中结构受力情况ꎬ最后分析了测量
结果与仿真结果的差异ꎮ 该研究内容对风电机组设
计的可靠性和 ＦＥＡ 准确性具有一定的指导意义ꎮ
１ 测试原理
整机应力测试实验采用电阻应变法测量热点处
４５°应变花三个方向应变值ꎬ同时利用千分表测量关
键位置的变形ꎬ然后利用空间应力状态下应力 － 应变
１
[ ( ε ０ ＋ ε ９０ ) ＋
２
２[ ( ε ０ ＋ ε ４５ ) ２ ＋ ( ε ４５ ＋ ε ９０ ) ２ ]
(１)
２[ ( ε ０ ＋ ε ４５ ) ２ ＋ ( ε ４５ ＋ ε ９０ ) ２ ]
(２)
１
[ ( ε ０ ＋ ε ９０ ) －
２
２ε ４５ － ( ε ０ ＋ ε ９０ )
局部应力过 大ꎬ 这 些 需 要 一 种 有 效 手 段 来 评 估 和
消除产品设计风险ꎮ
张红星等人 [１－３] 在应变花程机械行业ꎬ目前
大量采用有限元分析和应力测试 [４－６] 相结合的设计
手段来验证产品的安全性ꎬ风电行业对整机强度和刚
度的测试却很少ꎮ 主机架、主轴和轴承座作为大功率
ｎｉｆｉｃａｎｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ＦＥＭ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｒｏｄｕｃｔ ｄｅｓｉｇｎ ｉｎ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: ｗｉｎｄ ｔｕｒｂｉｎｅꎻ ｈｏｔ ｓｐｏｔꎻ ｓｔｒｅｓｓꎻ ｔｅｓｔꎻ ｓｔｒａｉｎ ｒｏｓｅｔｔｅꎻ ＦＥＡ
０ 引 言
ＤＯＮＧ Ｙｕａｎ －ｙｕａｎꎬ ＧＯＮＧ Ｘｕｅ －ｊｉｎ
( Ｄｏｎｇｆａｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｗｉｎｄ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏ.ꎬ Ｌｔｄꎬ Ｄｅｙａｎｇ Ｓｉｃｈｕａｎ ６１８０００ꎬ Ｃｈｉｎａ)
结构应力应变测试方法
结构应力应变测试方法结构应力和应变是研究材料、构件或结构在外力作用下所产生的应力和应变状态的重要参数，这对于评估结构的完整性、可靠性和性能具有重要意义。
为了获得准确的应力和应变数据，需要进行相应的应力和应变测试方法。
本文将介绍常用的结构应力和应变测试方法，包括：拉伸试验、压缩试验、剪切试验和弯曲试验。
1.拉伸试验：拉伸试验是最常用的一种应力和应变测试方法，用于测量材料的强度、伸长率和模量等参数。
试样在一定速度下受到拉力，通过测量试样的应变和外拉力之间的关系，可以计算出应力-应变曲线和材料的力学性能。
2.压缩试验：压缩试验是指将试样放入压力机中，在压力的作用下产生的应变和应力进行测量。
这种测试方法常用于材料的压缩强度和弹性模量等性能的评估。
3.剪切试验：剪切试验是通过将试样置于剪切装置中，施加剪切应力来评估材料的剪切性能。
剪切试验可以获得剪切应力-剪切应变曲线和剪切模量等参数。
4.弯曲试验：弯曲试验是一种常用的测试方法，用于评估材料或构件在受到弯曲力矩作用下的性能。
在该试验中，试样或构件在作用力下会发生弯曲，测量所施加的力和弯曲程度之间的关系，可以得到应力和应变的数据。
除了上述基本的应力和应变测试方法，还有一些其他的测试方法，用于评估特定结构的应力和应变性能。
例如，扭转试验用于评估材料或构件在受到扭转力矩作用下的性能；冲击试验用于评估材料或构件在受到突然加载或冲击时的应力和应变响应等。
在进行结构应力和应变测试时，需要注意以下几点：1.选择适当的试样尺寸和形状，以确保测试的准确性和可重复性。
2.使用适当的测量设备和仪器，如应力传感器、应变仪和位移计等，以获得准确的应力和应变数据。
3.控制试验条件，如变形速率、温度和湿度等，以保证实验结果的可比性。
4.进行多次试验，以获得可靠的平均结果，并检查实验数据的一致性。
综上所述，结构应力和应变测试方法是评估结构完整性和性能的重要手段。
选择适当的测试方法，并遵循良好的实验设计和操作规范，可以获得准确可靠的应力和应变数据，并提供科学依据和指导，用于结构设计、改进和维护等方面。
结构静力实验中应力应变的测试方法
结构静力实验中应力应变的测试方法下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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▪ 传感器：光纤布拉格光栅传感器 （fiber optic Bragg grating strain sensor）
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光纤布拉格光栅传感器
▪ 构造：光纤、布拉格光栅组成
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光栅基本构造示意图
1-输 入 信 号 ； 2-反 射 信 号 ； 3-传 输 信 号 ； 4-光 纤 线 芯 ； 5-紫 外 写 入 光 栅 ； 6-光 纤 包 层 ； 7-布 拉 格 光 栅 周 期
▪
可KT采T用相同温度环境下的光整纤理光pp栅t 进行温度补偿。
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光纤布拉格光栅传感器
特点：
▪ 光纤传感器是90年代出现的一种用于观测应力、应变、温度以及内部裂缝、变 形等结构参数的新型传感器。
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概述
L
L
式中：
——应变
L——测区长度的变化量 L——测区的原始长度，称之为标距
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概述
▪ 如在机测中，将L放大后测量；
▪ 在光测中，将L变化转换光波长的变化；
▪ 在电阻应变测试技术中，将 L转换为传感元件的 电阻并进一步转换为电压的变化等等。
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概述
▪ 应变测试的主要方法：
▪ 机测法特点：安装便捷，读数方便、准确度高、对 环境的适应性强即一般不受温湿度影响以及电磁场 的干扰、性能可靠，但灵敏度不高、需要人工测读、 速度慢、工作量大。
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测振传感器
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光测法
▪ 定义： 利用光的某些特性如波长的变化与应变之间 的转换关系，通过光的波长的变化来实现对 应变的测量
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手持式应变仪
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手持式应变仪
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L
手持式应变仪构造原理
1－刚性的金属杆；2－插轴（尖形）；3－薄钢片； 4－千分表；5-千分表的测杆；6－刚性的金属杆
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接触式应变计
1
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接触式应变计测装置 1－ 金 属 夹 头 ； 2－ 顶 杆 ； 3－ 位 移 计 ； 4－ 试 件
内埋式光纤温度传感器
光纤测力传感器 振弦式土压力传感器
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概述
▪ 根据应力与应变之间的转换关系，通过 测结构或构件表面、内部应变来得到结
构或构件的应力状态。
▪ 钢材的拉伸试验中，在其屈服之前，其 应力—应变之间存在着线性关系
E
▪ 我们就可以通过测应变来测应力，而应 变测试方法比较简单，因为根据应变的 定义：
——机测法
——光测法
——电测法
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机测法
▪ 定义： 利用机械式测试仪器来实现对应变的测量
▪ 主要仪器： ——杠杆引伸仪 ——手持式应变仪（常用） ——接触式应变计
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机测法
▪ 定义： 利用机械式测试仪器来实现对应变的测量
▪ 主要仪器： ——杠杆引伸仪 ——手持式应变仪（常用） ——接触式应变计
▪ 同样温度变化也会引起光栅布拉格波长的变 化。
▪ 波长的变化与应变以及温度的变化可用下式 来表示：
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光纤布拉格光栅传感器
▪ 式中：
B B
KKTT
B ——应变以及温度变化引起的波长变化 B ——光纤光栅不受应变及温度变化的中心波长
——待测应变
T ——为温度变化量 K ——光纤光栅应变传感灵敏度系数 KT ——光纤光栅温度传感灵敏度系数。
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千分表
▪ 构造：
千分表由测杆、齿轮、弹簧、指针和度盘等各种零 部件组合而形成四个机构：
▪ 传感机构（千分表中的触杆） ▪ 转换机构（千分表中的大小齿轮及弹簧） ▪ 指示机构（千分表中的指针） ▪ 机体和保护部分 Nhomakorabea整理ppt
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千分表
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0 10
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1 2 3
70 80 90
20 30 40
50 60
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千分表构造图
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1－短针齿轮；2－齿轮弹簧；3－长针；4－测针 5一测杆弹簧；6，7－齿轮；8一齿条；9一颈箍；10一顶头
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机测法
▪ 机测法工作原理：将测区长度的变化通过千分表的 测杆传递给一组齿轮，通过齿轮将长度的变化进行 放大并改变方向，转换为指针在刻度盘上的转动并 指示出值，进而计算出应变值。
（1）绘出简支梁三分点加载试验装置的简图，简要说明各仪器的测量内 容；
（2）绘出30kN和50kN作用时，梁跨中截面应变沿梁高的分布特征（最 大应变为0.0008） 4、加载制度 概念
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传感器主要内容：
▪ 概述
▪ 机测法(感受机构、转换机构、显示和附属装置)
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表面式光纤应变传感器
内埋式光纤应变传感器
表面式温度光纤传感器
内埋式光纤温度传感器
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光纤布拉格光栅传感器
▪ 工作原理：
2n
▪ 式中：
——光纤光栅的中心波长
n ——纤芯的有效折射率 ——光栅周期。
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光纤布拉格光栅传感器
▪ 结构应变势必导致光栅周期的变化——这为 采用光纤布拉格光栅制成光纤应变传感器提 供了最基本的物理特性。
建筑结构试验
南京工程学院
2011.11.01
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▪ 第四章 结构试验数据采集系统重点（习题）
1、绘出应变计1/4桥（另贴温度补偿片）和半桥的桥路连接图，分析半桥 和1/4桥两种桥路连接方式应变仪输出应变的特点。
2、某矩形截面钢筋混凝土简支梁，截面150mm*300mm，长2000mm， 支座间净距1800mm，采用均布加载，应变计温度补偿为工作片互补方式， 设计完成试验内容：（1）测试梁纯弯矩引起的最大应变，绘出测点布设 简图；（2）绘出应变计桥路连接图，计算测量应变值（ε测 ）与梁实际 应变值（ε实)之间的数量关系。 3 、在碳纤维布加固钢筋混凝土简支梁受弯承载力的实验研究中，若梁长 为2.6m，截面为150*300mm，支座净距2.4m，试验研究内容（1）加固 后，梁受弯承载力的变化特点；（2）加固后，梁的挠度、裂缝开展及破 坏特点，请回答以下问题：
▪ 电测法（把非电物理量变化转化成电量变化，
▪
感受部分、转换部分、传输和附属装置）
▪ 其他传感器：光纤、激光、红外线、超声波传感 器
一、钢振弦传感器
二、电阻应变式传感器
三、电涡流式传感器—非接触式
▪ 应变数据处理—应力应变转换关系
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加速度传感器
拉力传感器 振弦式拉力传感器
电涡流位移传感器