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。
应力应变测试系统操作方法
应力应变测试系统操作方法
以下是一般的应力应变测试系统操作方法：
1.准备工作：
（1）开始进行测试之前，首先需要将测试设备连接到计算机并打开电源。
主机电源和仪器电源应正常使用。
（2）安装测试软件并检查软件配置是否正确。
根据测试需要选择合适的测试模式和测试参数。
（3）设置试件尺寸、样品的准备和安装，并进行初始调整。
（4）检查应变计波形是否正确，确保信号干净，在合适的放大倍数下进行采样。
2.进行测试：
（1）将样品装入夹具，并对样品施加负载。
（2）开始记录数据，包括负载和应变的变化情况。
在记录数据的同时，还要记录所施加的负载和所测量的应变。
（3）在测试过程中，需要不断进行调整，保持试件位置不变。
（4）测试完成后，将测试后的结果保存在计算机中。
可以根据需要进行数据分析和处理。
3.结束测试：
（1）关闭测试软件并停止测试设备的电源。
（2）将测试设备和样品从测试系统中取出。
（3）清理夹具和样品。
（4）关闭计算机并将测试结果保存。
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。
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！。
应变测量文档
应变测量1. 简介应变测量是一种用于测量物体形变或变形的技术。
通过测量物体的应变，可以了解材料的力学性质、结构的变形情况等。
应变测量广泛应用于工程实践中，例如材料测试、结构分析、机械设计等领域。
本文将介绍应变测量的基本原理、常用的测量方法以及应变测量技术的应用。
2. 应变测量的原理应变是在外力或内力作用下，物体发生形变或变形时产生的相对尺寸变化。
常用的应变测量方法包括应变片法、光弹法和光栅法等。
以下将对这些方法进行简要介绍。
2.1 应变片法应变片是一种材料，其电阻随应变而变化。
通过在被测物体表面粘贴应变片，可以将物体的应变转化为电阻的变化。
测量应变片电阻变化可以得到物体的应变信息。
2.2 光弹法光弹法是一种利用光的散射特性来测量物体应变的方法。
通过在物体表面涂覆一层光敏材料，当物体受到外力或内力作用时，材料表面的散射光强度会发生变化。
通过测量光强度的变化，可以确定物体的应变情况。
2.3 光栅法光栅法是一种利用光的干涉原理来测量物体应变的方法。
通过在物体表面粘贴光栅，当物体受到应变时，光栅上的干涉条纹会发生位移。
通过测量位移的大小，可以得到物体的应变信息。
3. 常见的应变测量方法3.1 应变片法的测量步骤1.准备应变片：选择适当的应变片材料，根据被测物体的应变范围和精度要求选择合适的应变片型号。
2.粘贴应变片：将应变片粘贴在被测物体的表面，确保应变片与物体表面完全紧密接触，并排除气泡。
3.连接电缆：将应变片两端的电缆连接到测量仪器上。
4.测量应变：使用测量仪器对应变片的电阻进行测量，得到物体的应变值。
3.2 光弹法的测量步骤1.准备光弹材料：选择适合的光弹材料，涂覆在被测物体的表面。
2.光弹装置设置：将光源、散射体和光电探测器设置在适当的位置，以保证散射光信号可以被准确检测到。
3.发射光线：通过光源发射光线，照射在光弹材料表面。
4.测量信号：使用光电探测器检测散射光的强度变化，将其转化为对应的应变信息。
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。
应变测试原理
应变测试原理应变测试是一种用来测量物体在受力作用下产生的形变的测试方法。
在工程领域中，应变测试被广泛应用于材料性能评估、结构健康监测、产品设计优化等方面。
了解应变测试的原理对于工程技术人员来说至关重要，因此本文将对应变测试的原理进行详细介绍。
首先，应变测试的原理基于胡克定律，即应变与应力成正比。
当外力作用于物体时，物体内部会产生应变，而应变与外力的大小成正比。
通过测量物体在受力作用下的应变，可以间接地推断出物体所受的应力大小，从而对物体的性能进行评估。
其次，应变测试的原理还涉及到应变测量的方法。
常见的应变测量方法包括电阻应变片法、光栅应变测量法、应变片法等。
其中，电阻应变片法是应变测试中最常用的方法之一。
它利用电阻应变片的电阻值随应变而发生变化的特性，通过测量电阻值的变化来间接测量物体的应变。
光栅应变测量法则是利用光栅干涉的原理，通过测量光栅干涉条纹的位移来获取物体的应变信息。
这些方法都是基于物体在受力作用下产生的微小形变来进行测量的。
另外，应变测试的原理还涉及到应变测量的精度和灵敏度。
在实际工程应用中，对于不同材料和结构，需要选择合适的应变测量方法和仪器设备，以确保测量结果的准确性和可靠性。
同时，还需要考虑测量环境的影响，如温度、湿度等因素对应变测试的影响，以保证测试结果的准确性。
最后，应变测试的原理还包括数据分析和结果解读。
通过对应变测试数据的分析，可以得到物体在受力作用下的应变分布情况，进而推断出物体的应力分布情况。
这对于评估材料的性能、分析结构的受力情况具有重要意义。
同时，还需要结合工程实际，对测试结果进行合理的解读和应用，以指导工程设计和实际应用。
综上所述，应变测试的原理涉及到胡克定律、应变测量方法、测量精度和灵敏度、数据分析和结果解读等方面。
了解应变测试的原理对于工程技术人员来说至关重要，可以帮助他们更好地应用应变测试技术，提高工程设计和实际应用的效率和可靠性。
希望本文对于读者理解应变测试的原理有所帮助。
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。
应力应变测试方法
应力应变测试方法应力应变测试是一种常用的材料力学测试方法，用于评估材料在受力时的性能。
这种测试涉及到材料的应变和应力两个参数，通过对这些参数的测量和分析，可以确定材料的力学特性。
本文将介绍应力应变测试方法的基本原理、设备和应用。
一、原理应力应变测试的基本原理是测量材料在受力时的应变和应力，从而确定材料的力学性能。
应变是材料在受力时发生的形变程度，通常用单位长度的变形量来表示。
应力是受力物体单位面积上的力，通常用牛顿/平方米（N/m²）或帕斯卡（Pa）来表示。
在应力应变测试中，通常会施加一定的载荷或力，使材料发生形变。
通过测量载荷和形变量，可以计算出应变和应力。
根据材料的应力应变曲线，可以确定材料的弹性模量、屈服强度、断裂强度等力学性能。
二、设备应力应变测试设备通常包括载荷传感器、位移传感器、控制器和显示器等组成部分。
载荷传感器用于测量载荷或力的大小，通常采用压电传感器或荷重传感器。
位移传感器用于测量形变量的大小，通常采用电阻应变计或光电编码器。
控制器用于控制载荷或力的大小和速度，通常采用电子控制器。
显示器用于显示测试结果，通常采用计算机或数字显示器。
三、应用应力应变测试广泛应用于材料科学、工程和制造等领域。
在材料科学中，应力应变测试可以用于评估材料的强度、韧性、脆性等性能，从而指导材料的设计和制备。
在工程中，应力应变测试可以用于评估结构材料的性能，从而指导工程设计和施工。
在制造中，应力应变测试可以用于质量控制和品质保证，从而提高制造效率和产品质量。
应力应变测试是一种重要的材料力学测试方法，可以用于评估材料的力学性能，指导材料的设计、制备和应用。
通过合理的测试设计和数据分析，可以获得准确可靠的测试结果，为材料科学、工程和制造等领域的发展提供有力支持。
应变测量方法
应变计的分类
根据工作原理，应变计可分为金属电阻应变计和半导体应变 计。金属电阻应变计利用金属丝的电阻值随应变而变化的特 性，而半导体应变计利用半导体的压阻效应。
根据用途，应变计可分为表面粘贴式、嵌入式、无应力式等 类型。表面粘贴式应变计适用于测量物体的表面应变，嵌入 式应变计适用于测量结构内部的应变，无应力式应变计适用 于测量无应力状态下的应变。
应变计的应用领域
应变计广泛应用于土木工程、机械工程、航空航天、汽车、船舶等领域，用于监 测结构物的受力状态、评估结构的健康状况、优化设计等方面。
在土木工程中，应变计可用于桥梁、大坝、高层建筑等结构的监测，评估结构的 承载能力和安全性。在机械工程中，应变计可用于各种机械设备的受力监测和故 障诊断。在航空航天中，应变计用于监测飞机和航天器的结构健康状况和飞行状 态。
光学应变测量法
原理
光学应变测量法利用光学 干涉、衍射等原理，通过 测量光束的干涉图样或光 斑变化来推算应变。
应用
常用于测量薄膜、纤维等 微小应变，具有非接触、 高精度、高灵敏度等优点 。
局限性
对光源和光学元件的稳定 性要求较高，且易受环境 因素干扰。
超声应变测量法
原理
超声应变测量法利用超声波在材料中传播速度随应变而变化的原理 ，通过测量超声波传播速度变化来推算应变。
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应变测量的实际应用案例
桥梁健康监测
桥梁作为交通要道，其安全性和稳定 性至关重要。通过应变测量技术，可 以实时监测桥梁的结构应变，从而评 估其承载能力和健康状况。
应变测量在桥梁健康监测中的应用包 括在关键部位安装应变传感器，通过 数据采集和分析，及时发现异常应变 和潜在的结构损伤，为维修和加固提 供依据。
应变测试技术
目录第1章应变测试概况 (1)第2章应变测试的原理 (2)2.1 应力与应变的关系 (2)2.2 电阻应变片的构造 (8)2.3 应变片的工作原理 (9)第3章主要设备及配套器材 (10)3.1 电阻应变片 (10)3.2 电阻应变仪 (16)3.3 应变测试系统 (16)第4章应变测试的工艺要点 (17)4.1 应变片的选型 (17)4.2 选择粘贴应变片用胶黏剂 (18)4.3 应变片的粘贴 (19)第5章应变测试的应用 (21)5.1 运动构件的应变测量 (21)5.2 高(低)温条件下应变测量 (25)第6章应变测试方法的特点及适用范围 (27)参考文献 (29)第1章应变测试概况应变测试是当各种机械或者结构物有外力作用时，通过它来获得各部分发生的应变大小、应力状态和最大应力所在位置和大小，以此判断各部件的尺寸、形状和使用的材料是否合适，从而达到安全、价廉和经济的设计。
另外，应变测试可以估计断裂负荷，并能进行断裂预测而不需要损坏部件材料，因此它是无损检测的一个重要领域。
电阻应变测量方法是实验应力分析方法中应用最为广泛的一种方法。
该方法是用应变敏感元件——电阻应变片测量构件的表面应变，再根据应变—应力关系得到构件表面的应力状态，从而对构件进行应力分析。
电阻应变片（简称应变片）测量应变的大致过程如下：将应变片粘贴或安装在被测构件表面，然后接入测量电路（电桥或电位计式线路），随着构件受力变形，应变片的敏感栅也随之变形，致使其电阻值发生变化，此电阻值的变化与构件表面应变成比例，测量电路输出应变片电阻变化产生的信号，经放大电路放大后，由指示仪表或记录仪器指示或记录。
这是一种将机械应变量转换成电量的方法，其转换过程如图1-1所示。
测量电路的输出信号经放大、模数转换后可直接传输给计算机进行数据处理。
图1-1 用电阻应变片测量应变的第2章应变测试的原理2.1 应力与应变的关系2.1.1 应力的种类应力是在施加的外力的影响下物体内部产生的力。
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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。
!优点：横向效应小，制造时敏感栅形状易保证，测量精度高。
缺点：焊点多，疲劳寿命较低。
⑶箔式应变片:敏感栅采用的是毫米的铜镍合金或镍铬合金的金属箔，采用刻图制板、光刻及腐蚀等工艺制作。
3优点：①制造技术能保证敏感栅尺寸准确、线条均匀，可以制成任意形状，以适应不同的测量要求；②敏感栅截面为薄而宽的矩形，其外表积即粘合面积大，传递试件应变性能好；③横向效应好，可忽略；④散热性能好，允许通过较大的工作电流，从而增大输出信号;⑤蠕变、机械滞后较好，疲劳寿命高。
(4)薄膜应变片：薄膜应变片是薄膜技术开展的产物，其厚度在0.1m m以下。
它采用真空蒸发法，将电阻材料蒸镀在基地上制成敏感栅而形成应变片。
这种应变片灵敏系数高，易于规模生产，是一种很有前途的新型应变片。
4.电阻应变片的主要性能(1)应变片电阻(R):指应变片在未经安装、不受力的情况下，于室温时测定的电阻值。
常用的应变电阻值R二120 1(2)灵敏系数(K):在单向应力作用下，应变片的电阻相对变化与试件外表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: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〜24⑶ 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。
将应变片置于平面应变场中，沿应变片轴线方向的应变为，(5)稳定性:它是反映应变片长期静态工作能力的重要性能，常用电阻漂移值和蠕变大小来表示。
(1) 应变片的电阻值漂移:指在工作温度恒定，安装在未受外力 作用的构件上，其应变片电阻值随时间的变化。
产生漂移原因：由于敏感栅、基底、粘结剂等材料在应变片的制造或安装过程中，内部形成的应力缓慢释放所致。
(2) 应变片的蠕变:指在工作温度恒定，安装在承受外力，但变 形恒定的构件上的应变片电阻值随时间的变化。
产生原因：粘结剂与基底在传递应变时出现滑动所致。
垂直于轴线方向的横向应变 ,应变片敏感栅电阻相对变化为:心R 〔兰〕+〔兰〕=—+K E R R /x R y XX $ ------- 4——轴线、1 (4)热输出(£ t ):将应变片安装在自由膨胀的构件上，无外力作用，当环境温度变化时，那么输出一定的指示应变，称为热输出， 用£ t 表示。
产生原因:(1) 由于温度变化，敏感栅材料的电阻率发生变化 (温度效应)；(2) 敏感栅材料与被测构件材料之间的线膨胀系数不同。
设温度变化为△ T ,且应变片的灵敏系数 K 随温度变化可略去，那么应变片的热输出为(6) 机械滞后(Z j ):在恒定温度下，对安装有应变片的试件加载一 卸载。
以试件的机械应变£ j 为横坐标，应变片的指示应变£ i 为纵坐标绘成曲线，加载与卸载曲线不重合，后。
机械滞后量：以加载曲线与卸载曲线中两 个指示应变的最大差值 Z 来表示。
产生原因：敏感栅、基底和粘结剂在承受机械应变后产生 剩余变 形所致。
消除：在正式测试前，反复加一卸载 n 次。
(7) 应变极限(£ lim )：在恒定温度下，对安装有应变片的试件逐渐 加载，直至应变片的指示应变与试件的机械应变的相对误差到达10% 此时，机械应变即作为该应变片的应变极限。
—般情况下，£ lim > 800卩£(8) 绝缘电阻(R m )：应变片的绝缘电阻时指应变片的引线与被测 试件之间的电阻值。
一般情况下,R m > 500M Q .为使R m 提高，可选用绝缘性能好的粘结剂和基底材料。
(9) 疲劳寿命(N ):在幅值恒定的交变应力作用下，应变片连续 工作，直至产生疲劳损坏时的循环次数，称为应变片的疲劳寿命。
疲劳损坏：(1)敏感栅或引线发生断路；(2)应变片输出幅值变化到达 10%这种现象称为机械滞 擲1 a / I. X(3 )应变片输出波形上出现尖峰。
5.电阻应变片的常规使用技术(1)电阻应变片的选择1、测试环境：温度、湿度、磁场2、应变性质:静态应变一选择H小的应变片动态应变一选择疲劳寿命好的应变片。
3、应变梯度:应变场均匀一对应变片栅长没要求，可选栅长大的应变片，容易贴。
应变梯度变化大一选栅长小的应变片。
4、测试精度:(2)应变片的粘贴1、检查和分选应变片；2、粘贴外表的准备；3、贴片；4、固化；5、测量导线的焊接与固定；6、检查。
光纤Bragg光栅测试法(简称光纤法)1.光纤Bragg光栅传感器(简称光纤光栅传感器)测试原理裸光纤光栅传感器是一种未经封装的传感元件，它以裸光纤为载体，通常由纤芯和外面的保护层组成。
其中纤芯的直径仅为0.125 mm，光线在其内部进行全反射传播。
当芯层折射率受到周期性调制后，即成为Bragg光栅。
紫外丸千/入射］A oTO於m刁心性欄再S卩f芯g图2光纤Bnigg光栅测量原理图Bragg光栅会对入射的宽带光进行选择性反射，反射一个中心波长与芯层折射率调制相位相匹配的窄带光，此中心波长称之为Bragg波长入B。
入B=2neff A式中，neff为光纤光栅的有效折射率；A 为光栅周期。
如果拉伸或压缩光纤，neff和A都会发生变化，Bragg波长就会发生变化。
通过光纤光栅解调仪监测光栅反射光的波长，并通过相应的程序对测试数据进行计算、分析和处理，就能获得光纤光栅传感器处的应变值。
2.光纤光栅测试方法特点光纤光栅测试方法是近20年来快速开展起来一种应力应变测量方法，由于非常容易构建分布式传感网络，目前广泛应用于建筑、桥梁、船舶和化工等领域。
该方法属于光学测试技术范畴，在应用上有独特的技术优势。
〔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，例如一架飞行器，它所需要使用的传感器超过100个，从尺寸和重量上进行比拟，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。
光弹性法光弹性法是利用光学原理进行应力应变测量中具有代表性的方法之一，而其他方法，如激光全息干预法、散斑干预法和云纹干预法等由于视场测量范围较小，一般在1卩m到1 mm之间，常用于实验室而很难满足工程现场的测量需求。
1.光弹性法测量原理光弹性法是利用材料的双折射效应进行应力应变测试，如环氧树脂之类的各向同性的非晶体材料，在自然状态下不会产生双折射现象，但当其受到载荷作用而产生应力时，就会如晶体一样表现出光学各向异性，产生双折射现象，而卸载后，材料又恢复光学各向同性。
这就是所谓的暂时双折射效应。
用具有双折射效应的透明塑料，如最常用的环氧树脂材料，按一定比例制成结构件模型或者在结构件外表直接采用光贴片处理后，将被测对象置于偏振光场中，施加一定的载荷，模型上便产生干预条纹。
被测对象受力越大，出现的干预条纹越多，越密集。
通过直接观测结构上的条纹，可以对结构的应力应变进行定性分析。
光弹性法非常直观，并且能够进行3D全场测量。
如果将传统的光弹性法与计算机图像处理技术相结合，即可对零件的全场应变和应力状态进行定量分析，称为数字光弹性法。
2.光测法特点光弹性方法是国防、航空航天领域中不可或缺的一种测试手段。
与电测方法相比有许多优点：(1)属于非接触测量方法，具有电测方法不能到达的全场测量优势，既可以测量外表应力，也可测量内部应力。
(2)该方法直观，能够清晰地反映应力集中现象，不仅很容易找到应力集中的部位，而且可以确定应力集中系数。
但是，光弹性方法也存在一些缺乏之处。
(1)工艺比拟复杂，测量周期比拟长；(2)通常需要使用环氧树脂材料在被测结构外表进行平面和曲面贴片处理；对于一些大型构件，需要按比例制作3D光弹性模型，制作工艺相对复杂；(3)需要将被测对象置于偏振光环境中，光学系统相对复杂。
双目立体视觉测量方法1.测量原理双目立体视觉测量方法是适用于物体的形貌与变形的非接触全场测量方法。
它是在2D计算机图像处理技术的根底上开展起来的立体视觉测试技术。
系统包括两台高分辨率的高速摄像机、一个照明装置、一台计算机及一组图像分析软件，系统结构如图所示。
测量时，被测对象受力引起被测外表图案发生畸变，该变化分别被两台摄像机记录下来。