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測力天博国际設計應遵循的兩種應力集中原則

時間:2021-04-24 點擊次數:

對于電阻應變片式測力(以下簡稱測力),彈性體的結構形狀和相關尺寸對測力性能有很大影響。可以說,性能主要取決于彈性體的形狀和相關尺寸。如果測力彈性體不合理,無論彈性體加工精度有多高,粘貼的電阻應變片質量有多好,測力天博国际都很難達到更高的測力性能。因此,在測力天博国际的過程中,合理執行彈性體非常重要。

彈性體的設計基本上屬于機械結構設計的范圍,但由于測力性能的需要,其結構不同于普通機械零件和零件。一般來說,普通機械零件和零件只需要滿足足足夠大的安全系數下的強度和剛度,不需要嚴格要求受力條件下零件和零件的應力分布。但是,對于彈性體,除了滿足機械強度和剛度的要求外,還必須保證在彈性體上粘貼電阻應變片的部分(以下簡稱片的部分)的應力(應變)和彈性體承受的負荷(被測量力)保持嚴格的應對關系。同時,為了提高測量天博国际測量力的靈敏度,片的部分必須達到更高的應力(應變)水平。

因此,在彈性體設計過程中必須滿足以下兩個要求。


測力天博国际設計應遵循的兩種應力集中原則(圖1)

(1)芯片部件的應力(應變)應與被測力保持嚴格的對應關系。

天博app下载官网(2)貼片部分應具有較高的應力(應力)水平。

天博app下载官网為了滿足上述兩個要求,應力集中的設計原則經常應用于測力天博国际的彈性體設計,以確保芯片部分的應力(應變)水平高,與被測力保持嚴格的對應關系,提高設計的測力天博国际的測力靈敏度和測力精度。

天博app下载官网改善應力(應變)不規則分布的應力集中原則。

在機械部件或部件的設計過程中,應力(應變)通常被認為是在部件或部件上規則分布的。如果部件或部件的截面形狀不變,就沒有必要考慮應力(應變)的不規則分布。事實上,在機械部件和部件的設計中,不考慮應力(應變)的不規則分布,而是通過強度計算的安全系數來包容。

天博app下载官网對于力天博国际,通過電阻應變片測量彈性體芯片的應變來測量被測量的尺寸。為了確保芯片部分的應力(應變)與被測力保持嚴格的對應關系,事實上,當測力天博国际受到影響時,彈性體芯片部分的應力(應變)必須按照一定的規則分布。在實際應用中,彈性體芯片部分的應力(應變)分布影響較大的因素主要是彈性體受力條件的變化。

天博app下载官网彈性體受力條件的變化是指彈性體受力大小不變時,力的作用點發生變化,或者彈性體與其相鄰的加載部件和加載部件的接觸條件發生變化。在設計彈性體結構時,如果不考慮這種情況,可能會導致彈性體上應力(應變)分布的不規則變化。這方面最典型的例子是筒式測力天博国际。為了減少彈性體受力條件變化引起的測力誤差,一些天博国际設計者采用在筒式測力天博国际彈性體上增加芯片數量的方法,盡量測量彈性體上芯片周圍的應力(應力)分布不均勻。這種處理方法有一定的效果,可以減少彈性體受力條件變化引起的測力誤差。但這種方法畢竟是被動的,增加的芯片數量總是有限的,彈性體芯片部分的圓周應力(應力)分布不均勻,測量誤差降低的程度不明顯。

彈性體受力條件變化引起的測力誤差的本質是彈性體芯片周圍應力(應力)的不規則分布,彈性體芯片周圍應力(應力)的分布受到一定條件的限制,使得芯片周圍應力(應力)按照一定的規則分布。

天博app下载官网作者用上述方法改進了筒式測力天博国际。改進前普通筒式天博国际的測量誤差超過1%

改進后(局部挖空)筒式天博国际的測力誤差為0.1~0.3%F.S.,測力精度明顯提高。

天博app下载官网提高應力(應變)水平的應力集中原理。

當測力天博国际達到較高的靈敏度時,通常應使電阻應變片具有較高的應變水平,即在彈性體上貼片部分應具有較高的應力水平。

有兩種常用的方法可以達到彈性體貼片的高應力(應變)水平。

天博app下载官网(1)整體減小彈性體尺寸,全面提高彈性體應力(應力)水平。

天博app下载官网(2)在貼片部位附近局部削弱彈性體,提高貼片部位的局部應力水平,彈性體其他部位的應力水平幾乎不變。

天博app下载官网上述兩種方法都能提高芯片部位的應力(應變)水平,但是就彈性體的整體性能而言,局部削弱彈性體的效果遠優于整體減小彈性體的尺寸。由于局部減弱彈性體不僅能提高片段的應力(應變)水平,而且能保持整個彈性體的高強度和剛度,有助于改善天博国际的性能和使用效果。

局部削弱彈性體提高芯片應力(應變)水平的原理是通過局部削弱彈性體、局部應力集中、應力集中部應力(應變)水平明顯高于彈性體其他部應力水平,將電阻應變片粘貼在應力集中部,可以測量高應變水平。

測力天博国际天博app下载官网的設計中,尤其是在梁式測力天博国际(如彎梁式和剪梁式測力天博国际)的彈性體設計中,經常采用局部應力性體設計中。局部應力(應變)集中方法廣泛應用于剪切梁式測力天博国际。剪切梁式測力天博国际通過檢測梁彈性體上的剪切應力(剪切應變)來實現測力。

對于梁構件而言,其彎曲強度是主要矛盾。當梁符合彎曲強度時,剪切強度通常較大。在中性層附近挖出盲孔后,截面上腹板的剪切應力(剪切應力)明顯增加,但截面的彎曲應力較小。因此,在切割梁彈性體采用局部應力集中方案后,檢測到的切割應力大大提高,測力天博国际的靈敏度明顯提高,對整個梁的彎曲強度影響小,使整個梁保持良好的強度和剛度。

在測力天博国际的設計過程中,如果能夠根據上述兩種應力集中原則自覺設計彈性體,就能獲得提高測力天博国际測力精度和測力靈敏度的良好效果。靈活適當地運用應力集中原則,對設計和生產高性能測力天博国际具有重要的實用意義。

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