应变测试方法
应变测试方法
应变测试方法电阻应变测试1.电阻应变测量技术是用电阻应变片测量构件的表面应变，再根据应力—应变关系确定构件表面应力状态的一种实验应力分析方法。
用电阻应变片测量应变的过程：2.分类：（1）静态测量：对永远恒定的载荷或短时间稳定的载荷的测量。
（2）动态测量：对载荷在2～1200HZ范围内变化的测量。
3.电阻应变测量方法的优点（1）测量灵敏度和精度高。
其最小应变读数为1με（微应变，1με=10-6 ε）在常温测量时精度可达1~2%。
（2）测量范围广。
可测1με~20000με。
（3）频率响应好。
可以测量从静态到数十万赫的动态应变。
（4）应变片尺寸小，重量轻。
最小的应变片栅长可短到0.178毫米，安装方便，不会影响构件的应力状态。
（5）测量过程中输出电信号，可制成各种传感器。
（6）可在各种复杂环境下测量。
如高、低温、高速旋转、强磁场等环境测量。
4.电阻应变测量方法的缺点（1）只能测量构件的表面应变，而不能测构件的内部应变。
（2）一个应变片只能测构件表面一个点沿某个方向的应变，而不能进行全域性测量。
电阻应变片1.电阻应变片的工作原理由物理学可知：金属导线的电阻率为当金属导线沿其轴线方向受力变形时（伸长或缩短），电阻值会随之发生变化（增大或减小），这种现象就称为电阻应变效应。
将上式取对数并微分，得：2.电阻应变片的构造电阻应变片由敏感栅、引线、基底、盖层、粘结剂组成。
其构造如图所示L R=A ρdR d dL dA R L A ρρ=+-dR d (12)R ρμερ=++3.电阻应变片的分类电阻应变片按敏感栅材料不同可分为金属电阻应变片和半导体应变片。
其中金属电阻应变片分为：(1)丝绕式应变片:敏感栅是用直径为0.01~0.05毫米的铜镍合金或镍铬绕制而成。
优点：基底、盖层均为纸做成，价格便宜，易安装。
缺点：其横向效应大，测量精度较差，应变片性能分散。
(2)短接式应变片:将金属丝平行排成栅状，端部用粗丝焊接而成。
应变测试原理
应力应变测试原理电阻应变测量方法是将应变转换成电信号进行测量的方法，简称电测法。
电测法的基本原理是：将电阻应变片（简称应变片）粘贴在被测构件的表面，当构件发生变形时，应变片随着构件一起变形，应变片的电阻值将发生相应的变化，通过电阻应变测量仪器（简称电阻应变仪），可测量出应变片中电阻值的变化，并换算成应变值，或输出与应变成正比的模拟电信号（电压或电流），用记录仪记录下来，也可用计算机按预定的要求进行数据处理，得到所需要的应变或应力值。
其工作过程如下所示：应变——电阻变化——电压（或电流）变化——放大——记录——数据处理电测法具有灵敏度高的特点，应变片重量轻、体积小且可在高（低）温、高压等特殊环境下使用，测量过程中的输出量为电信号，便于实现自动化和数字化，并能进行远距离测量及无线遥测。
(R=ρL/A)在使用应变片测量应变时，必须用适当的办法测量其电阻值的微小变化。
为此，一般是把应变片接入某种电路，让其电阻值的变化对电路进行某种控制，使电路输出一个能模拟该电阻值变化的信号，然后，只要对这个电信号进行相应的处理就行了。
常规电测法使用的电阻应变仪的输入回路叫做应变电桥，它是以应变片作为其部分或全部桥臂的四臂电桥。
它能把应变片电阻值的微小变化转化成输出电压的变化。
在此，仅以直流电压电桥为例加以说明。
一、电桥的输出电压电阻应变仪中的电桥线路如图A -4所示，它是以应变片或电阻元件作为电桥桥臂。
可取1R 为应变片、1R 和2R 为应变片或1R ～4R 均为应变片等几种形式。
A 、C 和B 、D 分别为电桥的输入端和输出端。
根据电工学原理，可导出当输入端加有电压I U 时，电桥的输出电压为()()I43214231O U R R R R R R R R U ++-=当0O =U 时，电桥处于平衡状态。
因此，电桥的平衡条件为4231R R R R =。
当处于平衡的电桥中各桥臂的电阻值分别有1R ∆、2R ∆、3R ∆和4R ∆的变化时，可近似地求得电桥的输出电压为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆-∆+∆-∆≈44332211I O 4R R R R R R R R U U 由此可见，应变电桥有一个重要的性质：应变电桥的输出电压与相邻两桥臂的电阻变化率之差、相对两桥臂电阻变化率之和成正比。
应变测试方法及标准
应变测试方法及标准一、概述应变测试是产品开发过程中一项重要的质量控制手段，用于检测产品在受到不同程度的外力或应力作用下，其性能和功能是否符合预期。
本篇文章将介绍应变测试的方法及标准，包括测试前的准备工作、测试步骤、数据收集与分析、测试结果的评价与总结等。
二、测试对象应变测试的对象是各种类型的产品，如电子设备、机械部件、建筑材料等。
在进行应变测试时，需要根据产品的类型和特点选择合适的测试样品，以确保测试的准确性和有效性。
三、测试环境测试环境对应变测试的结果影响很大，因此需要选择适宜的环境条件来进行测试。
一般而言，测试环境需要满足温度、湿度、应力方向和加载速度等要求。
具体的环境条件应根据产品的特点和测试要求来确定。
四、测试前的准备工作1. 确定测试样品：根据产品的类型和特点，选择合适的测试样品。
2. 制定测试方案：根据产品的特点和测试要求，制定相应的测试方案，包括测试方法、测试步骤、数据收集与分析等。
3. 准备测试设备：根据测试方案，准备相应的测试设备，如应力加载设备、测量仪器等。
4. 确认测试环境：确保测试环境满足测试要求，并做好记录。
五、测试步骤1. 将测试样品放置在适宜的环境条件下。
2. 使用应力加载设备对测试样品进行加载，模拟不同程度的外力或应力作用。
3. 观察并记录测试样品在加载过程中的性能和变化，如尺寸、形状、颜色、硬度、弹性等。
4. 定期对测试样品进行重复加载，以评估其稳定性和可靠性。
5. 使用测量仪器对测试样品的相关参数进行测量，如应力、应变、强度等。
6. 将测试过程中的数据记录下来，以便后续的数据分析和结果评价。
六、数据收集与分析1. 对测试过程中的各项数据进行分类整理，确保数据的准确性和完整性。
2. 使用图表和表格等形式将数据呈现出来，以便于数据的分析和比较。
3. 分析数据的变化趋势，找出规律和异常点，为后续的测试结果评价提供依据。
4. 将数据分析和比较的结果以报告的形式呈现出来，以便于管理和使用。
应力应变测试方法综述
应力应变测试方法综述引言：应力应变测试是材料力学性能测试中的重要内容之一，用于研究材料在外力作用下的变形行为。
本文将综述常见的应力应变测试方法，包括拉伸试验、压缩试验、剪切试验和扭转试验。
一、拉伸试验拉伸试验是最常用的应力应变测试方法，用于测量材料在拉伸条件下的力学性能。
试样被拉伸时，应力与应变之间的关系可以通过应力-应变曲线来描述。
常见的应力应变曲线包括弹性阶段、屈服阶段、塑性阶段和断裂阶段。
二、压缩试验压缩试验是将试样置于压力下进行测试的方法。
与拉伸试验类似，压缩试验可以得到材料的应力-应变曲线。
对于韧性材料，其应力-应变曲线呈现出相似的趋势，但压缩应力往往比拉伸应力大。
三、剪切试验剪切试验是用于测量材料在剪切载荷下的变形行为的方法。
试样在剪切力的作用下，发生切变变形。
剪切试验可以得到剪切应力与剪切应变之间的关系，常用的剪切应力-应变曲线包括线性阶段、屈服阶段、塑性阶段和断裂阶段。
四、扭转试验扭转试验是测量材料在扭转载荷下发生的变形行为的方法。
试样在扭转力的作用下发生扭转变形。
扭转试验可以得到剪切应力与剪切应变之间的关系，常见的应力应变曲线包括弹性阶段、屈服阶段、塑性阶段和断裂阶段。
五、其他应力应变测试方法除了上述常见的应力应变测试方法外，还有一些特殊的测试方法，如冲击试验、疲劳试验等。
冲击试验用于评估材料在高速冲击载荷下的性能，疲劳试验用于研究材料在循环载荷下的疲劳寿命。
六、应力应变测试的应用领域应力应变测试方法广泛应用于材料科学、机械工程、土木工程等领域。
它可以帮助工程师和科学家了解材料的力学性能，评估材料的可靠性和安全性。
在材料研发、产品设计和结构分析中，应力应变测试是不可或缺的工具。
结论：应力应变测试是研究材料力学性能的重要手段，常见的测试方法包括拉伸试验、压缩试验、剪切试验和扭转试验。
通过这些测试方法，可以获得材料的应力-应变曲线，从而评估材料的力学性能和变形行为。
应力应变测试在材料科学和工程领域具有广泛的应用，对于材料的研发和工程设计具有重要意义。
应变测试方法
应变测试方法电阻应变测试1.电阻应变测量技术是用电阻应变片测量构件的外表应变，再根据应力一应变关系确定构件外表应力状态的一种实验应力分析方法。
用电阻应变片测量应变的过程：2.分类：(1)静态测量：对永远恒定的载荷或短时间稳定的载荷的测量。
(2)动态测量：对载荷在2〜1200HZ范围内变化的测量。
3.电阻应变测量方法的优点(1 )测量灵敏度和精度高。
其最小应变读数为1 ^£(微应变，1卩£ =10-6£)在常温测量时精度可达1〜2%(2)测量范围广。
可测1卩£〜20000卩£。
(3)频率响应好。
可以测量从静态到数十万赫的动态应变。
(4)应变片尺寸小，重量轻。
最小的应变片栅长可短到毫米，安装方便，不会影响构件的应力状态。
(5 )测量过程中输出电信号，可制成各种传感器。
(6)可在各种复杂环境下测量。
如高、低温、高速旋转、强磁场等环境测量。
4. 电阻应变测量方法的缺点(1) 只能测量构件的外表应变，而不能测构件的内部应变。
(2) —个应变片只能测构件外表一个点沿某个方向的应变，而不能进行全域性测量。
电阻应变片1.电阻应变片的工作原理由物理学可知：金属导线的电阻率为‘ L R=— A当金属导线沿其轴线方向受力变形时(伸长或缩短) ，电阻值会 随之发生变化(增大或减小)，这种现象就称为 电阻应变效应。
将上式取对数并微分，得：dL dAL A(1 2 )2. 电阻应变片的构造如下图dR 电阻应变片由敏感栅、 引线、基底、盖层、粘结剂 组成。
其构造Jex引箜3.电阻应变片的分类电阻应变片按敏感栅材料不同可分为金属电阻应变片和半导体应变片。
其中金属电阻应变片分为：(1)丝绕式应变片:敏感栅是用直径为〜毫米的铜镍合金或镍铬绕制而成。
优点：基底、盖层均为纸做成，价格廉价，易安装。
缺点：其横向效应大，测量精度较差，应变片性能分_________________(2)短接式应变片:将金属丝平行排成栅状，JxEEj端部用粗丝焊接而成。
测量应变、应力的方法详解
测量应变、应力的方法详解一、测量应变、应力谱图1. 衡量应力集中的区域，布置应变片可以通过模拟（有限元）或试验（原型上涂上一层油漆，待油漆干后施加载荷，油漆剥落的地方应力集中），确定应力集中的区域，然后按左下图在应力集中区域布置三个应变片：因为材料是各向同性，所以x、y方向并不一定是水平和竖直方向，但两者一定要垂直，中间一个一定要和x、y方向成45°角。
2. 根据测的应变和材料性能，计算应力测得的三个应变，分别记为εx、εy、εxy。
两个主应力（假设只有弹性变形）：其中，E为材料的弹性模量，µ为泊松比。
根据这两个主应力，可以计算出有些方法可能需要的等效应力（主要目的是将多分量的应力状态转化为一个数值，以方便应用材料的疲劳数据），如米塞斯等效应力：或最大剪应力：实际测量的是应变-时间谱图，应力（或等效应力）-时间谱图可由上述公式计算。
3. 分解谱图就是对上面测得的应力（应变）-时间谱图进行分解统计，计算出不同应力（包括幅度和平均值）循环下的次数，以便计算累积的损伤。
最常用的是雨流法(rainflow countingmethod)。
二、获取材料数据如果载荷频率不高，可以做一组简单的疲劳测试（正弦应力、拉压或弯曲均可，有国家标准）：得到一条应力-寿命（即循环次数）曲线，即所谓的S-N曲线：如果载荷频率较高或温度变化较大，还要测量不同平均应力和不同温度下的S-N载荷，以便进行插值计算，因为此时平均应力对寿命有影响。
也可以根据不同的经验公式（如Goodman准则，Gerber准则等），以及其他材料性能（如拉伸强度，破坏强度等），由普通的S-N曲线（即平均应力为0）来计算平均应力不为零时对应的疲劳寿命。
如果材料数据极为有限，或者公司很穷很懒不愿做疲劳试验，也可以由材料的强度估算疲劳性能。
如果出现塑性应变，累计损伤一般基于应变-寿命曲线（即E-N曲线），所以需要施加应变载荷。
三、损伤计算到目前为止，疲劳分析基本上是基于经验公式，还没有完全统一的理论。
应变测试方法
应变测试方法嘿，咱今儿就来说说这应变测试方法。
你想想看，生活就像一场大戏，每天都有各种各样的“剧情”在上演，有时候那是风平浪静，有时候又突然来个大波澜，这时候应变能力可就太重要啦！比如说吧，你正走在路上哼着小曲儿，开开心心的，突然天降大雨，没带伞咋办？这就是个小小的应变测试呀！有的人可能就傻眼了，在那干跺脚，埋怨老天不公；但有的人就能立刻找个地方躲起来，或者干脆潇洒地在雨中奔跑，还觉得挺好玩呢！这就是不同的应变表现呀。
那怎么测试自己的应变能力呢？可以从一些日常小事入手呀。
好比说，突然改变你的计划，原本打算去看电影，临时改成去公园散步，看看你能不能快速调整心态，享受新的安排。
或者在和朋友聊天的时候，对方突然抛出一个你完全没想到的话题，你能不能跟上节奏，给出有意思的回应呢？再比如，工作中遇到突发状况，电脑突然死机，资料还没保存，这可咋整？是慌里慌张不知所措，还是冷静下来想办法恢复数据或者赶紧找其他途径完成工作？这就很考验应变啦！还有啊，在社交场合中，可能会遇到一些尴尬的情况，比如不小心说错话了，或者遇到一些不太友好的人，这时候你的应变能力就决定了你能不能巧妙地化解尴尬，或者避免冲突升级。
咱也可以给自己设计一些专门的应变测试小场景。
比如模拟在超市购物时突然钱包丢了，看你怎么处理；或者在公交车上突然有人找你麻烦，你会怎么做。
其实应变能力就像肌肉一样，是可以锻炼的呀！多经历一些事情，多面对一些挑战，你的应变能力自然就会提高啦。
就像那句话说的，不经历风雨怎么见彩虹呢？你可别小瞧了这应变测试，它能让你更好地了解自己，知道自己在面对突发情况时的优点和不足。
然后你就可以针对性地去改进呀，让自己变得更强大，更能应对生活中的各种“幺蛾子”。
你想想，要是你应变能力超强，那不管遇到啥情况，你都能轻松应对，多牛啊！那生活不就变得更加丰富多彩了吗？所以啊，赶紧行动起来，试试这些应变测试方法吧，看看自己到底有多厉害！。
dic测试应变方法
数字图像相关方法（DIC）测试应变方法主要包括四个步骤：
1. 图像采集：使用高精度相机和稳定平台捕捉试件的变形图像，并在加载外力前后分别采集原始图像和变形图像。
2. 图像对比：对预处理后的图像进行配准，计算每个像素点的位移向量场，并根据物理方程计算应变场。
3. 应变计算：根据位移向量场和物理方程，计算出每个像素点的应变值。
4. 结果呈现：通过图像或云图的方式展示试件在加载外力后的应变分布情况。
需要注意的是，在进行图像采集和对比时，要确保相机位置和角度不变，以获得准确的应变计算结果。
应变测量的基本原理是
应变测量的基本原理是
应变测量的基本原理是通过测量物体在受力作用下的形变来确定应变的大小。
具体原理如下：
1. 应变传感器：使用应变导线或应变计作为传感器，将其固定在物体表面或内部。
当物体受到力的作用时，物体会发生形变，导致应变传感器发生应变。
2. 应变测量方法：通过连接应变传感器和测量设备，如电桥或应变仪等，来测量应变传感器上的电阻、电压或电流的变化。
这些变化与物体受到的力的大小成正比。
3. 工作原理：应变测量设备根据应变传感器上的信号变化来计算物体受到的应变。
应变传感器的电阻、电压或电流的变化被转换为与受力物体的应变直接相关的物理量。
4. 数据处理：测量设备将测得的应变数据转化为应变应力，然后通过计算或转换，得到实际受力物体的应变量。
这些数据可以通过图表、曲线或数字表示，以便更好地理解物体受力的情况。
总结起来，应变测量的基本原理是根据应变传感器上的信号变化来测量物体受到的应变，通过连接测量设备和数据处理来确定应变的大小。
应变测量方法详解
将应变片置于平面应变场中，沿应变片轴线方向的应
变为 x，垂直于轴线方向的横向应变 y，应变片敏感
栅电阻相对变化为：
y
R R
R ( R )x
(
R R
)y
Kxx
K y y
轴线
x
式中：
R R
R ( R )x
(
R R
)
y
Kxx
K y y
(
R R
)
x
、( R R
)
y
分别为
x和
y引起的敏感栅电阻的相对变化。
Kx、Ky 分别为应变片轴向和横向灵敏系数。
AD
L
式中： 为导线材料泊松比。
dR d (1 2) R
二、电阻应变片的构造
电阻应变片由敏感栅、引线、基底、盖层、粘结剂组 成。其构造如图所示：
敏感栅：用合金丝或合金箔制成的栅。
作用：将 R R
栅长L：指两端圆弧内侧或两端横栅内侧之间的 距离，一般为0.2~100mm。
栅宽B：敏感栅外侧之间的距离。
与试件表面沿应变片轴线方向的应变 之比值，
称为应变片的灵敏系数，即：
K= R R
注意：K值是应变片的主要参数，它取决于敏感栅 的材料、型式、几何尺寸、基底、粘结剂等多种 因素。通常由制造厂在专用设备上标定给出K值。 常用的K=2.0~2.4
（三）横向效应系数（H）
应变片的敏感栅除有纵栅外，还有圆弧或直线形的横 栅。横栅主要对垂直于应变片轴线方向的横向应变敏 感，因而应变片指示应变中包含有横向应变的影响， 这就是应变片的横向效应。
（六）机械滞后（Z j）
在恒定温度下，对安装有应变片的试件加载—卸载。
以试件的机械应变 为横 j坐标，应变片的指示应变 为纵i 坐标绘成曲线，加载与卸载曲线不重合，这种
应变测试操作指南
应变测试操作指南在工程领域和科学研究中，应变测试是一项至关重要的技术，它能够帮助我们了解材料和结构在受力情况下的变形情况，为设计、分析和优化提供重要的数据支持。
下面，将为您详细介绍应变测试的操作流程和注意事项。
一、测试前的准备工作1、确定测试目的和要求首先，需要明确为什么要进行应变测试，是为了评估结构的强度、验证设计假设，还是研究材料的力学性能？根据测试目的，确定所需测量的应变类型（如拉伸应变、压缩应变、弯曲应变等）、测量精度和测试范围。
2、选择合适的应变测试方法应变测试方法有多种，常见的包括电阻应变片法、光纤光栅应变测量法、数字图像相关法等。
电阻应变片法是应用较为广泛的一种，具有精度高、稳定性好等优点；光纤光栅应变测量法则适用于高温、强电磁干扰等恶劣环境；数字图像相关法可以实现全场应变测量。
根据具体的测试条件和要求，选择合适的测试方法。
3、准备测试设备和仪器根据所选的测试方法，准备相应的设备和仪器。
例如，电阻应变片法需要应变片、应变仪、数据采集系统等；光纤光栅应变测量法需要光纤光栅传感器、解调仪等。
确保设备和仪器经过校准，并且在有效期内。
4、试件的准备对要测试的试件进行处理，使其表面平整、清洁，以便于粘贴应变片或安装其他传感器。
对于金属试件，需要去除表面的氧化层和油污；对于混凝土试件，需要打磨表面，使其粗糙但平整。
5、制定测试方案包括测试点的布置、加载方式、加载顺序、数据采集频率等。
测试点的布置应根据结构的受力特点和分析需求来确定，通常在应力集中部位、关键截面等处设置测试点。
二、应变片的粘贴与连接1、应变片的选择根据测试要求选择合适的应变片，如电阻值、敏感栅尺寸、基底材料等。
应变片的电阻值一般为120Ω 或350Ω，敏感栅尺寸应根据测量精度和试件表面状况来选择。
2、表面处理在粘贴应变片之前，对试件表面进行清洁、打磨和脱脂处理，以提高应变片与试件之间的粘结强度。
使用砂纸轻轻打磨表面，然后用无水乙醇或丙酮擦拭干净。
应变测试方法课件
应变测试方法包括静态应变测试、动态应变测试、高温应变测试等，根据测试目的 和要求选择合适的测试方法。
应变测试的应用场景
机械制造领域
在机械制造领域中，应变测试被 广泛应用于结构设计和优化中， 通过测试结构在不同载荷下的性
02
基于光学纤维的应变效应
数字散斑相关方法的工作原理
03
按测试原理分类
01
声学应变测试法
02
基于声波的传播特性
03
应变仪的工作原理
按测试目的分类
静态应变测试方法
01
02
用于测定材料在静载荷作用下的应变特性
用于结构强度和稳定性分析
03
04
动态应变测试方法
用于测定材料在动态载荷作用下的应变特 性
05
开始测试
按照设定的参数进行应变测试，观察并记录测试过程中的数据变化 。
保证测试过程的稳定性
确保在整个测试过程中，加载条件保持稳定，避免突然的冲击或震 动对测试结果产生影响。
分析测试结果
01
02
03
整理数据
将测试过程中记录的数据 进行整理，提的材料和应力/ 应变范围，对得到的应变 曲线进行分析。
预测结构或材料的失效模式
通过模拟各种工况下的受力情况，可以预测结构 或材料的失效模式，从而采取相应的措施加以改 进。
优化结构或材料的设计
通过测试不同设计方案的结构或材料性能，可以 优化其设计，提高其性能和可靠性。
应变测试的基本原理
应变测试的基本原理是通过测量结构或材料在受到外力作用时的变形量，推算出其 应力分布和强度。
应变及应力的测试和计算方法归纳
8.7.2 主应力方向巳知平面应力状态
平面应力是指构件内的一个点在两个互相垂直的方向上受到拉伸(或压缩)作用而产生的应力状态，如图 8-31 所示。 图中单元体受已知方向的平面应力 s1 和 s2 作用，在 X 和 Y 方向的应变分别为 s1 作用：X 方向的应变 el 为 s1/E Y 方向的应变 e2 为-μs1/E s2 作用：Y 方向的应变 e2 为 e2/E X 方向的应变 el 为-μe2/E 由此可得 X 方向的应变和 Y 方向的应变分别为
Solution： 即:
应力测量 (measurement of stress) 测量物体由于外因或内在缺陷而变形时，在它内部任一单位截面积上内外两方的相互 作用力。应力是不能直接测量的，只能是先测出应变，然后按应力与应变的关系式计算出应 力。若主应力方向已知，只要沿着主应力方向测出主应变，就可算出主应力。各种受力情况 下的应变值的测量方法见表 1。 轴向拉伸(或压缩)时，沿轴向力方向粘贴应变片(表 l 之 1～4)，测出应变ε，按单向 虎克定律算出测点的拉(压)应力σ=εE。式中ε为应变，E 为弹性模量。 弯曲时在受弯件的上下表面上粘贴应变片(见表 1 之 5～6)，测出应变 e，可计算弯曲 应力。 扭转时沿与圆轴母线成±45。 角的方向贴片(表 1 之 7～9)，测出主应变 em，再代入 虎克定律公式算出主应力σ45o ，即得最大剪应力 rmax ：
（8-83）
（8-84）
（8-85）
一方向的应变为 ，即图中对角线长度 l 的相对变化量。 由于主应力 sx、sy 的作用，该单元体在 X、Y 方向的伸长量为Δx、Δy，如图 8-33(a)、(b)所示，该方向 的应变为 ex=Δx/x、ey=Δy/y；在切应力τxy 作用下，使原直角∠XOY 减小 gxy，如图 8-33(c)所示，即 切应变 gxy=Δx/y。这三个变形引起单元体对角线长度 l 的变化分别为Δxcosq、Δysinq、ygxy cosq，其
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。
几种常用应变测试方法的比较
化， 通过 Ｄ ｔ ａｅ 采集仪读取振弦传感器的频率 ， ａａ ｋ ｒ Ｔ 然后按照下 面
的公式可 以计算 出被测试件发生 的应变大小（ 见＝（ｙ＋￥２／ 平 ￣ｌ ｙ）２
（） ２
（） ３
其 中， 为试件 的应变； ￡ ｋ为振弦传感器 的系数， 本文取 ４０ × ．５
・
２２ ・ ９
第３ ６卷 第 １ ８期 ２０ １ ０年 ６月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣｒ ＵＲＩ
Ｖｌ． ６Ｎｏ．８ ０ ３ １ １
Ｊ ｎ ２ １ ｕ． ００
文章编号：０ ９６ ２ （００）８０ ９ ．２ １０ —８ ５ ２ １ １ ．２２０
放大器和记录器三部分组成 。传感器直接和被测 电量 ， 再经 电子仪器进行放大 、 显示 和记录， 以能获得很高的放 通 常由传感器 、 所 构件接触 。构件 上被测的两点之 间的距 离为标 距 ｌ标距 的变化 ， 大倍数 ， 从而达到很高 的灵敏度。 在轴 向受拉 的过程 中， 实际上圆钢表面的应 力状 况就是单 相 为线变形。当被测构件变形时 ， 传感器 随着变形 ， 把这种变 并 光 电、 通过放 大器将传感器输 出的微 应力状态 ， 的应变在轴 向是受拉 应变 ， 的横 向应变 和它 的轴 形转换为机 械、 、 声等信息 ， 它 它 小 信号进行放大 ， 记录器 （ 或读数器 ） 将放大后 的信号直接显示或 向应 变是成 比例 的， 这个 比值 就是泊松 比 ， 利用这一 特点在本 自动记 录下来 。一般记录的是 引伸计标距范围内线形 的改变量。 测试 中我们把桥路 设计为互 补全桥 测试方案 。这 里通过使 用 惠
￡ 仪
６５ ８ １３ ９ ５
２１ ） （
应变测试方法探讨
ｍｅ ｓｕ ａ ｉｎ ｒ ｇ ｍｅ ｈｏ ｔ ｄ ｄ ｕ ｅ ｔ Ｏ ｉ ｔ ｓ ｌ ａ ｒ ｇ ｅ ｒ ａ ｎ ｇ ｅ ，ｈ ｉ ｇ ｈ ｐ ｒ ｅ ｃ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ， ｈ ｉｇ ｈ ｓ ｅ ｎ ｓ ｉ ｉ ｔ ｖ ｉ ｔ ｙ ，ｔ ｈｅ ａ ｄ ｖ ｎｔ ａ ａ ｇ ｅ ｓ ｏ ｆ ｍａ ｍｒ ｅ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ ｉ ｓ
ｓ ｔ ｒ ａ ｉ ｎ ｇ ａ ｕ ｇ ｅ ｐ ａ ｓ ｔ ｅ ｓ ｏ ｌ ｕ ｉ ｔ ｏ ｎ ． Ｔｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｈｅ ｔ ｉ ｎ ｔ ｅ ￣ｒ ｅ ａｔ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｉ ｓ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｆ ｏ ｒ ｌ ａ ｔ ｅ ｒ ｌ ａ ｉ ｄ ａ ｃ ｅ ｒ ｔ ａ ｎ ｉ ｆ ｏ ｕ ｎ ｄ ａ ｉ ｔ ｏ ｎ ｏ ｆ ｄ ｒ ｉ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ｓ ｔ ｒ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ
摘 要 ：目前 ，一般 的应变 测试方 法主要 有应变 片电测法 、光弹 性法 、光纤光栅 法及双 目立体视 觉测量 方法等
等。应变电测法因其量程大、精度高、灵敏度高、技术成熟等优点而被广泛应用于各种行业领域。本文主要介
绍 了应变测试的基本原理和管 柱应变片 的粘贴方 案 。通过本文 的讲解 为以后钻井管柱 的应变测量打下了一定 的
为
应变测试方法
测量的基本概念
线性度 －要求输入与输出的关系是线性； 灵敏度 －输出的变化量与输入变化量的比值； 滞后现象 －输入量增、减时，输出量不同，出明显滞后现象； 灵敏度与分辨率 －当输入量由零增大时，能够测量到的最小值称为灵
敏度； 零飘与温飘 －输入量不变，环境温度不变，输出量随时间变化成
为零飘；外界温度变化所引起的变化成为温飘；
将应变片贴于平面应变场中．若沿应变片轴线方
向的应变记为 x，垂直于轴线方向的横向应变记
为 ， 剪y 应变记为 ，则 x y应变片敏感栅的电阻相
对变化可表示为下式：
பைடு நூலகம்
R RKxxKyyKxyxy
RRKxx Kyy
H Ky 100% Kx
电阻应变片的性能参数
温度效应： - 当电阻应变片安装在无外力作用、无约束的构件表面上时，
电阻应变片的构造
电阻应变片的性能参数
横向效应系数(H): 通常要求应变片的指示应变值只反映构件b 表面的应变片轴线方向上的应变。然而， 应变片的敏感栅中除了有纵栅外，还有圆 弧形或直线形的横栅，横栅的电阻变化是 由于构件表面轴向应变和横向应变共同作 用的结果，因此应变片具有横向效应H。
电阻应变片的参数－H
电阻应变片的性能参数
稳定性
电阻应变片的稳定性是指在工作条件恒定的情下， 经历规定的时间后，仍能保持原有性能参数的能 力。它是反映电阻应变片长期静态工作能力的重 要性能。通常，电阻应变片的稳定性用应变片的 电阻值漂移和蠕变大小来表示。
应变片的分类：
应变片的分类：
应变片的分类：
－1953年．P·杰克逊利用光刻技术，首次制成了箔式应 变片，随着微光刻技术的进展，这种应变计的栅长可 短至0.178mm
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应变测试方法
实验应变分析-主要的测试方法电测法包括电阻、电容、电感测试法
电阻法较常用，具有高灵敏度和精度。
因是电信号测量，易于实现数字化、自动化；可用于不同环境下的测量；成本低廉。
缺点是只能点测量固定方
向应变，不能全域测量。
光测法-包括光弹性、全息干涉、激光散斑干涉、云纹法等光弹性法应用广泛，是利用偏振光通过具有双折射效应的透明受
力模型从而获得干涉条纹图，可观察全域应力分布情况；快速测定应力集
中系数；内外部边界应力测量。
但周期长、成本高。
机械测试法-利用引
伸仪测定试件变形需经过放大。
有杠杆式和齿轮式两种。
电阻应变片的发展与应用-电阻应变片测量技术起源于19世纪。
-
1856年，汤姆逊对金属丝进行了拉伸试验，发现金属丝的应变和电阻的
变化有一定的函数关系；之后，人们利用惠斯登电桥来精确地测量电阻的
变化。
-1938年，E·西门斯(E.Simmon)和A·鲁(A.Rue),制出了第一批实
用的纸基丝绕形式电阻应变片。
-40年代，出现了可调节的由测量电桥和
放大器组成的电阻应变仪，使电阻应变测量技术在工程技术和科学实验领
域内获得广泛的应用。
-1953年.P·杰克逊利用光刻技术，首次制成了箔式应变片，随着微
光刻技术的进展，这种应变计的栅长可短至0.178mm-1954年.史密斯发现
半导体材料具有的压阻效应。
为了克服直流放大器信息的漂移和线性精度
度差等缺点，传统的电阻应变仪都采用交流放大器.以载波放大方式传递
信号.这种仪器的性能稳定，其精度能满足一般的测试要求，但它的工作
频率受载波频率的限制，而且存在电容,电感影响，测量精度等问题。
-1957年，W.P.Maon,等研制出半导体应变片，其灵敏系数比金属丝应变片
高50倍，现已用于不同环境、条件下各种类型的电阻应变片，还有用于
测量残余应力和应力集中等的特殊应变片-60年代，出现了采用直流放大
器的电阻应变仪。
近来，朝着数字化、自动化方向发展，现已有数字式测量动、静态数
据采集处理系统。
目前，各种不同规格、不同品种的电阻应变片已有二万
多种-恒定的载荷或短时稳定的载荷的测量，称为静态测量；-对载荷在
2-1200Hz范围内变化的测量，称为动态测量。
-不同的工作温度对电阻应
变片和导线等有不同的要求，一般将应变测量按工作温度分为五个区段：
常温应变测量：30一60C0中温应变测量：60一300C0高温应变测
量：>300C0低温应变测量：-30一-l00C0超低温应变测量：<-l00C0 -电阻测量技术可分为静态应变测量和动态应变测量两类。
测量的基本概念线
性度-要求输入与输出的关系是线性；灵敏度-输出的变化量与输入变
化量的比值；滞后现象-输入量增、减时，输出量不同，出明显滞后现象；灵敏度与分辨率-当输入量由零增大时，能够测量到的最小值称为灵敏度；零飘与温飘-输入量不变，环境温度不变，输出量随时间变化成为零飘；
外界温度变化所引起的变化成为温飘；
电阻测量应变原理及方法
电阻应变片测量技术-是用电阻应变片测量构件的表面应变，在根据
应力-应变关系式，确定构件表面应力状态的一种实验应力分析方法。
测
试过程：被测部件应变片显示记录测量电路放大线路
惠斯登电桥
电阻应变片测量应变
电阻应变片应变片的工作原理因绝大部分金属丝受到拉伸或缩短时，
电阻值会增大(或减小),这种电阻值随形变发生变化的现象，叫做电阻应
变效应.电阻应变片就是基于金属导体的电阻应变效应制成的。
LRA
电阻应变片当电阻丝受到拉伸、压缩时有下式存在
dRddLdARLAD'(1)DdA2()22A
dLLdAD'A
电阻应变片dRd(12)RdRdK12R
dRKRK称为单根金属丝应变灵敏系数。
可见二者存在线性关系。
常有电阻应变片的灵敏系数
电阻应变片
电阻应变片的构造电阻值下限：单用一根金属丝作为敏感元件来测量
应变，在理论上是可能的。
然而，为了防止电源超载，并使金属丝中电流
所产生的热量不过大，金属丝的电阻值不能太小，对金属丝的阻值绐定一
个下限：约为100比如：若用直径为0.025mm、电阻为1000/m的金属丝
制造一个100的应变计，就要求单根丝长为100mm。
应变测量时，往往要
求测量构件表面一点处的应变。
把电阻丝做成栅状，直接粘贴于构件表面，就能使电阻丝长度问题及应变片安装问题得到解决。
电阻应变片的构造电阻应变片主要由敏感栅、基底、引线、粘结剂和
覆盖层五部分组成。
电阻应变片的构造
电阻应变片性能参数应变片电阻在无受力及室温测定下的电阻值。
通常：120;250;300;500;1000灵敏系数轴向受力，应变片电阻值的变化与沿轴向应变的比值。
dRK/R
电阻应变片性能参数
K-是反映电阻应变片对构件表面单位应变所产生的电阻相对变化量。
它的大小主要取决于敏感栅材料的灵敏系数K,但两者又不相等。
原因:1.由于横栅的存在，使制成敏感栅之后的灵敏系数小于丝材的灵敏系数,差别的大小与敏感栅的结构形式和几何尺寸有关。
2.试件表
面的变形是通过基底和粘结剂传递给敏感栅的,电阻丝横界面的几何不均匀等的影响。
电阻应变片的构造。