《應(yīng)力應(yīng)變測量》PPT課件

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1、第三篇起重運(yùn)輸機(jī)械典型參數(shù)測量起重運(yùn)輸機(jī)械的基本參數(shù)是反映機(jī)械設(shè)備特征、性能及運(yùn)行狀態(tài)的物理參數(shù)，其產(chǎn)品檢測的內(nèi)容包括:●性能檢測（1）幾何參數(shù)：外形尺寸、起升高度、工作幅度、軌距、跨度、回轉(zhuǎn)半徑等參數(shù)；（2）運(yùn)動及動態(tài)特性參數(shù)：速度、位移、加速度及振動頻率等動態(tài)特性參數(shù)；（3）電參數(shù)：電流、電壓、功率因素等參數(shù)?！駲C(jī)電傳動、鋼結(jié)構(gòu)檢測（1）力、能參數(shù)：力、力矩（扭矩）、應(yīng)力、壓力、流量、溫度及功率等參數(shù)；（2）強(qiáng)度、剛度：應(yīng)力、應(yīng)變，位移（變形），撓度（3）焊接質(zhì)量檢測●安全裝置檢測超載限制裝置、行程限制裝置、夾軌器、錨定裝置等●外觀質(zhì)量檢測機(jī)房、司機(jī)室、梯子欄

2、桿走道的外觀質(zhì)量檢驗，油漆質(zhì)量檢驗。重點(diǎn)：典型的參數(shù)測量有：力、應(yīng)力應(yīng)變、振動及設(shè)備狀態(tài)檢測與故障診斷。結(jié)合本專業(yè)特點(diǎn)，本課程重點(diǎn)介紹：應(yīng)力應(yīng)變測量、振動測量、設(shè)備狀態(tài)檢測與故障診斷的檢測技術(shù)等知識。第七章應(yīng)力應(yīng)變測量一、應(yīng)變測量技術(shù)：應(yīng)變電測法應(yīng)變電測法是用電阻應(yīng)變片先測出構(gòu)件的表面應(yīng)變，再根據(jù)應(yīng)力、應(yīng)變的關(guān)系式來確定構(gòu)件表面應(yīng)力狀態(tài)的一種實驗應(yīng)力分析方法。二、應(yīng)力應(yīng)變測量靜態(tài)應(yīng)變測量：利用靜態(tài)應(yīng)變儀測量系統(tǒng)動態(tài)應(yīng)變測量：利用動態(tài)應(yīng)變儀測量系統(tǒng)本章學(xué)習(xí)重點(diǎn)：1.貼片方法和應(yīng)力應(yīng)變換算2.常用型材測點(diǎn)位置布置3.金屬結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變測量方法與測量步驟§7-2貼片方法和

3、應(yīng)力應(yīng)變換算應(yīng)變電測法應(yīng)用問題：首先遇到的是如何貼片，貼片方位問題，取決于應(yīng)力狀態(tài)。其次，測出應(yīng)變值后，如何換算成應(yīng)力值，運(yùn)用材料力學(xué)知識。下面就單向應(yīng)力狀態(tài)和平面應(yīng)力狀態(tài)（主應(yīng)力方向已知和主應(yīng)力方向未知）的應(yīng)力和應(yīng)變換算和貼片方法加以介紹。一、單向應(yīng)力狀態(tài)在單向拉伸或壓縮外力作用下，其變形如圖所示，沿軸向方向貼有電阻應(yīng)變片R。從材料力學(xué)莫爾圓可以看出：測片方位：沿軸向應(yīng)力方向貼應(yīng)變片，測得后，用公式求出大小。二、平面應(yīng)力狀態(tài)（主應(yīng)力方向已知）1、單元體0—1—1—1受平面應(yīng)力的作用。這時變形為0—2—2—2：產(chǎn)生應(yīng)變在x方向上有變形，在y方向上有變形。2、然后，

4、再受的作用，這時0—2—2—2變?yōu)?—3—3—3：產(chǎn)生應(yīng)變在y方向產(chǎn)生變形，在x方向產(chǎn)生變形3.因此在、的共同作用下，單元體在x方向的變形為，y方向的變形為若用應(yīng)力表達(dá)，則為貼片方位：沿和的方向各貼一枚應(yīng)變片（或直角應(yīng)變花），測得、值，即可求出和值。三、平面應(yīng)力狀態(tài)（主應(yīng)力方向未知）1、任意方向的應(yīng)變前提：主應(yīng)力、的大小未知，方向也未知，有三個未知數(shù)。存在：正應(yīng)力，,剪應(yīng)力應(yīng)變：、，（剪應(yīng)變）單元體ABCD在平面應(yīng)力狀態(tài)變形為AB’C’D’，單元體AC方向上的應(yīng)變與、和之間的關(guān)系，AC變形至AC’位置：AC方向上的總應(yīng)變?yōu)椋夯?、貼片方位為了測得、和三個數(shù)值，可以

5、在被測構(gòu)件上的同一個測點(diǎn)以三個不同的方向進(jìn)行測量（如三片應(yīng)變花），并對3個不同方向上的應(yīng)變進(jìn)行測量，當(dāng)這三個方向與x軸的夾角分別為、、時，即可求解下列方程組：測點(diǎn)上3個方向的角（、和）通常預(yù)先設(shè)定的（根據(jù)3片應(yīng)變花的夾角、和）。若能測得這三個方向上的應(yīng)變值、和，就能算出三個未知數(shù)、和。3、計算，，大小通過測出、、大小，即可求出，，式中：為剪切彈性模量。4、求出主應(yīng)力與主應(yīng)力的方向：主應(yīng)力的計算公式：主應(yīng)力（與x軸夾角）的方向式中：——主應(yīng)力和x軸的夾角。5、常用應(yīng)變花應(yīng)用舉例：實際測量中，（1）主應(yīng)力計算公式（貼三片應(yīng)變花）（2）主應(yīng)力計算公式（貼三片應(yīng)變花）（3

6、）主應(yīng)力方向（與軸線的夾角）§7-3常用結(jié)構(gòu)型材的測點(diǎn)布置一、結(jié)構(gòu)型材斷面的應(yīng)力分布港口機(jī)械的金屬結(jié)構(gòu)基本上是由角鋼、槽鋼、工字鋼、T型鋼、鋼管等型材或由鋼板焊成的箱形結(jié)構(gòu)所組成。由各種形式材料組成的結(jié)構(gòu)，通常承受拉(壓)、彎、扭等幾種外力的作用，其斷面上的應(yīng)力分布比較復(fù)雜。結(jié)構(gòu)型材的斷面型式較多，通常有：矩形斷面，圓形斷面，工字形斷面，槽形斷面，箱形斷面。例：箱形斷面的受力狀態(tài)：a．軸向力均布b．彎曲正應(yīng)力沿主慣性軸呈線形分布。c．剪應(yīng)力最大值一般出現(xiàn)在主慣性軸處。d．扭轉(zhuǎn)問題：非約束——只有剪應(yīng)力約束——有剪應(yīng)力和扇形正應(yīng)力。箱形斷面應(yīng)力分布開口薄壁結(jié)構(gòu)斷面應(yīng)

7、力分布工字形斷面，槽形斷面歸納：各種斷面的應(yīng)力分布規(guī)律：a．?dāng)嗝嫔贤ǔＶ挥袃煞N力：正應(yīng)力、剪應(yīng)力b．?dāng)嗝娼屈c(diǎn)處只有正應(yīng)力，而無剪應(yīng)力（相當(dāng)于單向應(yīng)力狀態(tài)）。正應(yīng)力的最大值出現(xiàn)在角點(diǎn)處。c．剪應(yīng)力的分布形式根據(jù)其斷面形狀不同而不同，一般來說，最大剪應(yīng)力產(chǎn)生在中性軸處（主慣性軸處）。二、應(yīng)變片在測量斷面上的布置（測點(diǎn)布置與貼片方法）最大正應(yīng)力法——角點(diǎn)法（1）貼片方法：在箱形斷面角點(diǎn)處分別貼4枚應(yīng)變花。（2）箱形梁斷面應(yīng)力分布：在外力拉（壓）、彎曲、扭（轉(zhuǎn)）矩作用下，正應(yīng)力分布如圖7-10所示其測點(diǎn)1，2，3，4的正應(yīng)力分別為：然后根據(jù)測量得到的、、，求得獲得斷面內(nèi)

8、力：（3）