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应力测试

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应力应变测试是分析和研究零件、机构和结构的受力状况和工作状态,验证设计计算结果的正确性,确定整机工作过程中的负载谱和某些物理现象机理的一种重要手段,在结构应力应变测量、强度试验及材料性能测试等方面广泛应用于航空航天、土木、电力、冶金、化工、机械等领域。

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一、应力应变测试

应力应变测试是分析和研究零件、机构和结构的受力状况和工作状态,验证设计计算结果的正确性,确定整机工作过程中的负载谱和某些物理现象机理的一种重要手段,在结构应力应变测量、强度试验及材料性能测试等方面广泛应用于航空航天、土木、电力、冶金、化工、机械等领域。

目前普遍应用的方法是电测法,还有光纤光栅法、全息干涉法、云纹法等,在实际工程中主要有静态应力应变测试、动态应力应变测试以及一些特殊条件下(高低温、高液压、残余应力)应力应变测试。


二、应力应变测试的目的 

1)、静态应力应变测试目的  

a) 获得结构或构件的应力应变分布规律及应力集中状况;  

b) 检验结构或构件的强度储备;  

c) 验证结构或构件设计的合理性。 

2)、动态应力应变测试目的 

a) 确定动态应变随时间变化的规律,并对其进行频谱分析,根据统计特性研究结构或构件强度、刚度; 

b) 验证结构或构件设计的合理性。


三、应力应变测法原理及测试系统

通过在结构上粘贴应变计或由应变计组成的惠登斯电桥测出电 流或电压的变化从而得到结构在荷载作 用下产生的应变,然后根据胡克定理经数据处理后计算出应力。应力应变测试系统主要由应变计或应变电桥、动/静态应变仪、信号采集及处理器等组成,测试系统框架图如图所示。


钢结构滑移安装及卸载过程中的应力测试的相关介绍 :

1) 监测要求 

该项目主要是对施工过程的安全监测和验证设计参数的合理性,项目组要求对钢结构旋转滑移安装和卸载中的 100 多个测点实时受力监测,确保工程的安全实施和了解卸载后结构的应力分布情况。

2) 监控过程

该项目的施工过程是将体育馆钢结构屋盖分为 16 个形状相近的结构单元,按8 个对称结构采用高空定点拼装、累计旋转滑移成型,最后拆除临时支撑形成独立的单层折面空间网格结构。为了不使结构在旋转滑移过程中局部应力集中多大,指导对称结构旋转滑移的同步性,设计要求对部分关键杆件进行应力实施监控指导施工。




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常见问题

工程结构应力应变测试试验中,会出现以下几个问题:

1、应力应变测试仪器在测试前,不能平衡。主要原因是连接工作片的导线长度和连接补偿片的导线长度不等,且差值较大,致使它们的电阻阻值超值、工作片的电阻和补偿片的电阻阻值超出该系统所要求的范围、没有设置修正系数或者修正系数设置为0。以上原因造成的应力应变测试仪器不能平衡,需要使用万能表分别检查导线的电阻来确定是否超值。

2、应力应变测试试验中,应变数据不够稳定,引起此现象的主要原因是电压不符合仪器所要求的电压、导线和应变片接触不良、应变片不能很好的与结构物表面接触、电磁场的影响。

3、测量结果随着时间在不断变化,且变化无规律,时大时小,不能准确地确定该点的应变值,这主要是由于现场温度在不断地变化,且温差大造成的。

4、应力应变测试试验存在一定范围内的误差。引起测试结果存在误差的主要原因可能是:该测试系统的组成元件精度不够,引起测量误差;在测量前,未对导线的灵敏系数进行修正,导致测量误差;应力应变测试系统还受温度、空气湿度、电磁、电压等影响。

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