应力测定实验 ppt课件
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应力测定实验
5．对容器进行几次加载、卸载循环。消除应变片初受载后的永久变形，使 滞后误差趋于稳定。每次卸载后需进行预调平衡，然后按加载步骤加载，记 下应变读数。当应变读数和滞后量趋于恒定时，才可进行正式测量。
6．系统最后一次卸载后先检查一下平衡情况，然后加载进行正式测量， 记录每种载荷下，各测点的应变读数。 7．测量结束后，系统卸载，并关闭电动机及其它测量仪器。
四、实验操作步骤
1．根据选择的测点和布片方案进行表面打磨、划线定位、表面脱脂 处理、粘贴应变片、固化及防护等工作。
2．用相同长度和相同型号的导线，一端和工作片连接，另一端和预 调平衡箱连接。每根导线都需进行编号，并记下相对应的测点编号， 以免发生错误。
3．按应变仪、预调平衡箱的操作规程对各测点进行预调平衡。 4．打开排气阀，开动试压泵，将容器内的气体排除，然后关闭排气 阀，对实验容器进行加载。
可拆平盖板
焊接平盖板
椭圆形端盖
图1-2 试件模型示意图，
2．主要仪器： （1）YJD—1型静动态电阻应变仪或YJD—17型静动态电阻应变仪 （2）P20R预调平衡箱 （3）惠斯登电桥等
应力测定实验
三、实验原理和实验内容
1．实验原理 本实验是用电阻应变片测定零部件或结构指定部位的表面应变，再根据应
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。
dL 1 dR
L kR
电量测量
应力测定实验
应力测定实验
单向应力状态 单轴应变片
σ= Eε
应力测定实验
双向应力状态
1、主应力方向已知
1
E 1
2
( 1
2)
2
E 1
2
( 2
wk.baidu.com
2)
应力测定实验
双向应力状态
2、主应力方向未知
ixc2 o i sys2 iin xs y iic no i s
应力测定实验
四、压力容器应力测量工程实例
应力测定实验
实验报告
应力测定实验
应力测定实验
应力测定实验
应力测定实验
实验指导书
实验一 内压薄壁容器应力测定实验
一、目的要求 1．掌握电测应力的基本原理和方法，学习和提高电测法的基本 操作技能。 2．测定不同型式顶盖及筒体上的应力分布和结构不连续处边缘 应力的影响。 3．验证顶盖、筒体及边缘处应力的理论计算公式。 4．学会测量数据的处理和测量值的误差分析。
内压薄壁容器应力测定实验
应力测定实验
一、压力容器应力测量的目的和方法
1、光弹性法
——光学应力测量方法
2、电测法
——电阻应变法
应力测定实验
二、电阻应变法测量应力的基本原理
（一）电阻应变片
应力测定实验
dR k dL RL dR — —应变片阻值的相对化变 R k — —应变片的灵敏系数
非电量测量
应力测定实验
应变测量步骤
① 测点选择和布片方案的确定 ② 工作片、补偿片和预调平衡箱、电阻 应变仪的连接。 ③ 容器内气体的排除 ④ 预加载和卸载 ⑤ 预调平衡、应变测量。 ⑥ 系统卸载，关闭电机和测量仪器。
应力测定实验
应力测定实验
应力测定实验
4、实验数据处理
（1）应力计算
E 1 2
(
)
1、贴 片
贴片主要工具 ① 砂纸（粗、细）、锉刀、砂轮等 ② 丙酮或酒精、棉纱 ③ 钢尺、划针 ④ 粘结剂、镊子、剪刀、绝缘胶带等 ⑤ 红外线灯或热吹风机 ⑥ 电烙铁、锡焊丝、松香
应力测定实验
贴片步骤
① 选片 ② 测量应变片电阻值 ③ 试件测试部位的表面处理 ④ 划线 ⑤ 贴片 ⑥ 贴片后的检查
● 外观检查 ● 绝缘电阻检查 ● 工作片和补偿片的电阻测量 ● 应变片的防护
实验时，将电阻应变片（简称应变片）固定在被测构件上，当构件变形时
，应变片的电阻值发生相应的变化。通过电阻应变仪，可以将应变片中的阻值
变化测量出来并以正比于应变值的模拟电信号输出，最后就可以用记录仪记录 。电阻应变法测量可以用式（1-1）表示：
1 dR
kR
（1-1）
式中 ε——应变仪测得的应变值； dR/R——应变片阻值随构件变形而发生的相对变化； k——比例系数（灵敏系数）。
应力测定实验
2、导线的连接 与固定
应力测定实验
应力测定实验
3、应变测量
1
2 3 4
7
6
5
图1-1 薄壁容器应力测试装置
1—排气阀；2—压力表；3—薄壁容器 4—压力表；5—试压泵；6—进水阀；7—放水阀
应力测定实验
2
筒体
锥形端盖
半球形端盖
可拆平盖板
焊接平盖板 图1-2 试件模型示意图，
椭圆形端盖
E 1 2
(
)
（2）测量误差计算
e 100 %
— 应力测量值 — 应力理论计算值
应力测定实验
5、实验报告要求
① 容器测点位置分布图 ② 各种载荷下的实测应变读数 ③ 各测点应力值计算 ④ 各测点应力理论计算值 ⑤ 在容器外形图上画出应力分布曲线 ⑥ 测量误差计算 ⑦ 分析测量误差产生的原因
若被测部位在弹性范围内工作，对测得的应变值，可以采用虎克定律换算 得到对应的应力值。
应力测定实验
2．实验内容 主要对各种典型薄壁容器筒体、顶盖及接管或筒体的连接不连续处
的应力分布进行测试。试件可以为一些自制的薄壁容器模型，也可采 用工业产品的一些小型薄壁容器，使测试对象形式多样并具有工程实 际意义。
（i=1、2、3）
x 、 y 、 xy
应力测定实验
应变花
应力测定实验
（二）测量电路
作用
1、将应变片的电阻变化转换 成电压（或电流）变化。
2、将温度补偿片接入测量电 路，消除温度变化的影响。
应力测定实验
测量电路
dB uD u 4(dR11R dR22RdR33RdR44R )
应力测定实验
应力测定实验
二、实验装置及主要仪器 1．实验装置：如图1-1所示。 图1-2为试件模型示意图，学生可选择其中一种或两种试件进行测 定。
应力测定实验
1
2
3
4
7
6
5
图1-1 薄壁容器应力测试装置
1—排气阀；2—压力表；3—薄壁容器 4—压力表；5—试压泵；6—进水阀；7—放水阀
应力测定实验
筒体
锥形端盖
半球形端盖
长导线的影响及修正
1、应变片灵敏系数的修正
(1 RL )
R 2、公共地线接桥法
应力测定实验
多点测量问题
预调平衡箱
应力测定实验
（三）电阻应变仪
测量电路 放大器 显示记录仪器
应力测定实验
静态电阻应变仪 动态电阻应变仪 静动态电阻应变仪
应力测定实验
三、内压薄壁容器应力测定实验
（一）实验过程及注意事项
5．对容器进行几次加载、卸载循环。消除应变片初受载后的永久变形，使 滞后误差趋于稳定。每次卸载后需进行预调平衡，然后按加载步骤加载，记 下应变读数。当应变读数和滞后量趋于恒定时，才可进行正式测量。
6．系统最后一次卸载后先检查一下平衡情况，然后加载进行正式测量， 记录每种载荷下，各测点的应变读数。 7．测量结束后，系统卸载，并关闭电动机及其它测量仪器。
四、实验操作步骤
1．根据选择的测点和布片方案进行表面打磨、划线定位、表面脱脂 处理、粘贴应变片、固化及防护等工作。
2．用相同长度和相同型号的导线，一端和工作片连接，另一端和预 调平衡箱连接。每根导线都需进行编号，并记下相对应的测点编号， 以免发生错误。
3．按应变仪、预调平衡箱的操作规程对各测点进行预调平衡。 4．打开排气阀，开动试压泵，将容器内的气体排除，然后关闭排气 阀，对实验容器进行加载。
可拆平盖板
焊接平盖板
椭圆形端盖
图1-2 试件模型示意图，
2．主要仪器： （1）YJD—1型静动态电阻应变仪或YJD—17型静动态电阻应变仪 （2）P20R预调平衡箱 （3）惠斯登电桥等
应力测定实验
三、实验原理和实验内容
1．实验原理 本实验是用电阻应变片测定零部件或结构指定部位的表面应变，再根据应
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。
dL 1 dR
L kR
电量测量
应力测定实验
应力测定实验
单向应力状态 单轴应变片
σ= Eε
应力测定实验
双向应力状态
1、主应力方向已知
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应力测定实验
双向应力状态
2、主应力方向未知
ixc2 o i sys2 iin xs y iic no i s
应力测定实验
四、压力容器应力测量工程实例
应力测定实验
实验报告
应力测定实验
应力测定实验
应力测定实验
应力测定实验
实验指导书
实验一 内压薄壁容器应力测定实验
一、目的要求 1．掌握电测应力的基本原理和方法，学习和提高电测法的基本 操作技能。 2．测定不同型式顶盖及筒体上的应力分布和结构不连续处边缘 应力的影响。 3．验证顶盖、筒体及边缘处应力的理论计算公式。 4．学会测量数据的处理和测量值的误差分析。
内压薄壁容器应力测定实验
应力测定实验
一、压力容器应力测量的目的和方法
1、光弹性法
——光学应力测量方法
2、电测法
——电阻应变法
应力测定实验
二、电阻应变法测量应力的基本原理
（一）电阻应变片
应力测定实验
dR k dL RL dR — —应变片阻值的相对化变 R k — —应变片的灵敏系数
非电量测量
应力测定实验
应变测量步骤
① 测点选择和布片方案的确定 ② 工作片、补偿片和预调平衡箱、电阻 应变仪的连接。 ③ 容器内气体的排除 ④ 预加载和卸载 ⑤ 预调平衡、应变测量。 ⑥ 系统卸载，关闭电机和测量仪器。
应力测定实验
应力测定实验
应力测定实验
4、实验数据处理
（1）应力计算
E 1 2
(
)
1、贴 片
贴片主要工具 ① 砂纸（粗、细）、锉刀、砂轮等 ② 丙酮或酒精、棉纱 ③ 钢尺、划针 ④ 粘结剂、镊子、剪刀、绝缘胶带等 ⑤ 红外线灯或热吹风机 ⑥ 电烙铁、锡焊丝、松香
应力测定实验
贴片步骤
① 选片 ② 测量应变片电阻值 ③ 试件测试部位的表面处理 ④ 划线 ⑤ 贴片 ⑥ 贴片后的检查
● 外观检查 ● 绝缘电阻检查 ● 工作片和补偿片的电阻测量 ● 应变片的防护
实验时，将电阻应变片（简称应变片）固定在被测构件上，当构件变形时
，应变片的电阻值发生相应的变化。通过电阻应变仪，可以将应变片中的阻值
变化测量出来并以正比于应变值的模拟电信号输出，最后就可以用记录仪记录 。电阻应变法测量可以用式（1-1）表示：
1 dR
kR
（1-1）
式中 ε——应变仪测得的应变值； dR/R——应变片阻值随构件变形而发生的相对变化； k——比例系数（灵敏系数）。
应力测定实验
2、导线的连接 与固定
应力测定实验
应力测定实验
3、应变测量
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图1-1 薄壁容器应力测试装置
1—排气阀；2—压力表；3—薄壁容器 4—压力表；5—试压泵；6—进水阀；7—放水阀
应力测定实验
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筒体
锥形端盖
半球形端盖
可拆平盖板
焊接平盖板 图1-2 试件模型示意图，
椭圆形端盖
E 1 2
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（2）测量误差计算
e 100 %
— 应力测量值 — 应力理论计算值
应力测定实验
5、实验报告要求
① 容器测点位置分布图 ② 各种载荷下的实测应变读数 ③ 各测点应力值计算 ④ 各测点应力理论计算值 ⑤ 在容器外形图上画出应力分布曲线 ⑥ 测量误差计算 ⑦ 分析测量误差产生的原因
若被测部位在弹性范围内工作，对测得的应变值，可以采用虎克定律换算 得到对应的应力值。
应力测定实验
2．实验内容 主要对各种典型薄壁容器筒体、顶盖及接管或筒体的连接不连续处
的应力分布进行测试。试件可以为一些自制的薄壁容器模型，也可采 用工业产品的一些小型薄壁容器，使测试对象形式多样并具有工程实 际意义。
（i=1、2、3）
x 、 y 、 xy
应力测定实验
应变花
应力测定实验
（二）测量电路
作用
1、将应变片的电阻变化转换 成电压（或电流）变化。
2、将温度补偿片接入测量电 路，消除温度变化的影响。
应力测定实验
测量电路
dB uD u 4(dR11R dR22RdR33RdR44R )
应力测定实验
应力测定实验
二、实验装置及主要仪器 1．实验装置：如图1-1所示。 图1-2为试件模型示意图，学生可选择其中一种或两种试件进行测 定。
应力测定实验
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图1-1 薄壁容器应力测试装置
1—排气阀；2—压力表；3—薄壁容器 4—压力表；5—试压泵；6—进水阀；7—放水阀
应力测定实验
筒体
锥形端盖
半球形端盖
长导线的影响及修正
1、应变片灵敏系数的修正
(1 RL )
R 2、公共地线接桥法
应力测定实验
多点测量问题
预调平衡箱
应力测定实验
（三）电阻应变仪
测量电路 放大器 显示记录仪器
应力测定实验
静态电阻应变仪 动态电阻应变仪 静动态电阻应变仪
应力测定实验
三、内压薄壁容器应力测定实验
（一）实验过程及注意事项