4静态测量详解

cos2 cos2 2 1 2 sin 2 sin
1 2
1 2 sin2 sin
1）如预定贴片方位与主方向重合， 二者之差最小。
2）如预定贴片方位与主方向成 450 ， 二者之差最大。
相对误差为
e

45
1 sin 2 19.4% 1
x( 1 )
贴片类型 单向拉伸杆件沿 1方向 单向拉伸杆件沿 45 方向
0
方向偏差（度） 1 5
应力偏差% 0.04 0.99
1
5
0 .5 0 .5
6.48 32.3
3.5
45 0应变花
60 0应变花
2.01
§4-4 测点位置及方位的确定
一、已知主应力方向的单向应力状态 沿主应力方向贴一个应变计
E
E 为被测构件材料的弹性模量
二、已知主应力方向的二向应力状态
沿两个主应力方向各贴一个应变计
E 1 2 1 2 1
E 2 1 2 2 1
第四讲 常温静态应变测量
§4-1 静态测量的实施及稳定性
一、静态测量的实施 目的 研究构件的应力应变分布规律 研究构件的强度问题 研究构件的局部位置的应力集中 研究构件所受的载荷情况
步骤
1．确定测量方案 测量的总体设计是根据测量的目的和要求选择测点 位置、确定应变计的布置和组桥方案
测点 危险点 应变计布置和组桥方案 应力状态 设计测量电路和选择组桥方案的原则 提高灵敏度 2．选择应变计 依据 构件尺寸 目标 种类 栅长 型式 材料 测量精度 应力梯度 减小误差 载荷情况 温度补偿 已知点 对称点
y( 2 )
30 x( 1 )
0
2 1 ， 例如：在单向应力状态下，预定测 1 ，此时 0 ， 设材料波松比 0.3，贴片的角度误差 30 ，则
1 2 sin 2 1 1 sin 2
相对误差为
e

按比例分配，从相应的应变读数中减去
§4-2 应变计栅长的选择
设应变计栅长 L 范围内，应变分布规律可用多项式表示
x a0 a1x a2 x2
当 当
a1 , a2 , 为零时，
均匀应变 线性应变
a2 , a3 , 为零时，
用栅长 L 内平均应变代表栅长中点的应变，则只有在 均匀应变和线性变化应变时才是准确的。
不计灵敏系数的变化，由此产生的应变读数漂移为
RRn R K d RRn Rn R Rn Rn R Rn RRn d KRn R Rn Rn
例如：R =120 ，K =2 ，Rn =60 M , Rn
59M 时,
120 (59 106 ) 6 d 59 10 2 60 106 120 106
为被测构件材料的弹性模量
三、未知主应力方向的二向应力状态 （一）、由测得一点任意三个方向的线应变求主应力 1．平面应力状态应力公式
y
cos 2 xy sin 2
n

x y
2

x y
2

x y
2
xy
x
sin 2 xy cos 2
对于按二次函数变化的应变，平均应变为


L
0
x dx
L
a1 a2 2 a0 L L 2 3
a1 a2 2 a0 L L 2 3
而中点的应变为
M
两者之差为
a1 a2 2 a0 L L 2 4
M
a2 2 L 12
目前国内应变计长度最小为 0.2mm。
检查电阻值，并按阻值分组使用
3．测量仪器及设备选择和检查 依据 精度要求 目标 手动 自动 数据采集及处理系统 数据采集的数目和速度
4．应变计的安装、接线、防护和检查 粘接剂 5．测量 预加载 测量 磁场干扰 防潮 检查
6．测量结果分析及完成报告 必要数据 计算依据及结果 精度评价 试验结论
二、静态测量稳定性 1．影响因素 应变计绝缘电阻变化的影响 R A R Rn D V R B R C
对混凝土构件，栅长至少应为粒料直径的4—5倍。
§4-3 应变计粘贴方位误差的分析
预定方位的应变
y( 2 )


1 2
2
1 2
2
cos 2

实际方位上的应变

cos 2

1 2
2

1 2
2
x( 1 )
二者之差为

xy
x
1 x y ( x y ) 2 2 xy 2 2 2
tg2 0 2 xy
x


温度变化的影响 措施： 应变计的预载处理 抗干扰处理 其他因素的影响 应变计粘合剂未完全固化 导线焊接质量不高 预热
接线柱接触不良
2．静态测量稳定性的检测
系统的综合漂移
一次加载——卸载应变仪读数不回零
应变仪的零漂 多点测量中通道转换时的读数的变化 环境变化引起的漂移 与工作片同条件但不受载的应变计作为工作片的应变变化 线性漂移的修正
1
1 sin 2 1.3 sin 2 30 0.356%
在同样条件下，如果预定测 45 方向上的应变 45 ，这时
0
450。
45
则
1 2
2
1 1 2
y( 2 )
30
1 1 sin 2
2
450
RRn Rn RRn R R Rn Rn R Rn R 2 Rn R Rn Rn Rn Rn
桥臂电阻的变化率
u BD
RRn R RRn Rn R Rn Rn R Rn
RRn R RRn Rn R Rn Rn R Rn