1.应变花的几何形状
(1)一个应变花由三个单独或成对的应变敏感栅组成,敏感栅的编号遵循顺时针规则。
注:如图4-2所示,敏感栅与通用型应变花及其他类型应变花常用的逆时针编号规则不同。即便对那些采用逆时针编号规则的应变花,本书所使用的残余应力计算方式仍然适用。唯一的变化是1#敏感栅与3#敏感栅位置互换,最大拉应力的方向角β需相应颠倒过来,按重新定义的1#敏感栅逆时针旋转β角即为主应力方向。
(2)各应变敏感栅呈环状分布,并与应变花的测点中心保持等距。
(3)如图4-2所示,应变敏感栅的纵轴可沿以下三个方向定位:①基准方向;②与基准方向成45°或135°夹角;③与基准方向垂直。方向②将方向①与方向③二等分。
(4)沿1#敏感栅的方向定义为x轴方向,将其逆时针旋转90°的方向定义为y轴方向。
(5)应变花的测点中心圆及其圆心应清晰可辨。
2.标准应变花
(1)目前,有多种型号的标准应变花可满足不同领域的测试需求。使用标准应变花可以大大简化残余应力的计算。图4-4给出了三种不同型号的应变花,表4-1列出了它们的几何参数。
(2)常规情况下残余应力测试推荐使用图4-4中的A型应变花。
注:选择合适的应变花尺寸非常重要,大应变花可以测量较深范围内的残余应力;小应变花测得的局部数据更加精确。
(3)图4-4中的B型应变花中的敏感栅都分布在同一侧,适用于测点附近有障碍物的情况。(www.daowen.com)
(4)图4-4中的C型应变花是较为特殊的一种样式,它由三组成对分布的敏感栅组成,可连接成三个半桥电路,主要适用于对敏感性和温度稳定性要求较高的场合。
3.应变花的粘贴和使用
(1)在工件表面粘贴应变花时,其中心应至少距离工件最近的边缘1.5D;如果工件由多种材料组成,其中心应至少距离材料分界线1.5D。
(2)采用B型应变花在障碍物附近进行测量时,应变花中心应至少距离障碍物0.5D,且敏感栅应布置在与障碍物相对的一侧。
(3)应变花的使用(粘贴、焊引线、防护处理)应严格遵守应变计供应商的使用规定,同时在钻孔过程中应注意保护好应变计。
(4)应确保贴片稳定、可靠,接地电阻推荐在20 000MΩ以上。
(5)应检查应变花是否粘贴良好。如有可能,可以施加一个较小的载荷到工件上以产生一些小应变,当卸除该载荷后,观测到的应变值应归零。另外,应仔细检查不易粘牢的部位,如果发现有粘贴不牢的情况,应将应变花去除并重新粘贴。
4.测量仪器
(1)应变记录仪的分辨率应优于±(1×10-6),短时稳定性和重复性至少为±(1×10-6)。连接应变花的导线越短越好,对A型和B型应变花可采用三线温度补偿电路[7-9],对于C型应变花可采用半桥连接电路。输出结果分别定义为ε1,ε2和ε3。
(2)推荐按照《电阻应变仪计量检定规程》(JJG 623—2005)规范要求对应变仪进行检定。
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