plik


Podstawy tensometrii 1 1. Idea pomiarw tensometrycznych (Bac. tensus = napity + gr. metr = mierz) " metody tensometryczne (MT) s podstawowym sposobem okre[lania napr|eD w punktach na powierzchni konstrukcji " MT opieraj si na pomiarze przemieszczeD na wybranym odcinku pomiarowym zwanym baz pomiarow o dBug. L0, za pomoc urzdzeD zwanych tensometrami " pomiar przemieszczenia " l, okre[lenie przemieszczenia wzgldnego " l / L0 =  (odksztaBcenie liniowe na kierunku mierzonego przemieszczenia), obliczenie napr|enia w oparciu o przyjty zwizek fizyczny (np. rwnanie Hooke a) " baza tensometru powinna by jak najkrtsza, aby mierzone warto[ci u[rednione na dBugo[ci bazy byBy jak najbli|sze warto[ci lokalnych w danym punkcie konstrukcji. 2. Typy tensometrw (ang. strain gauges) " mechaniczne (tensometr Huggenbergera, t. zegarowe) " ekstensometry (mechaniczno-elektryczno-fotooptyczne) " czujniki elektooporowe " indukcyjne " optyczne 3. Tensometr Huggenbergera DD1 E" "L h H = BB1 a CC1 b h b bh "L = DD1 = DD1 = i DD1 b a H aH H B1 B i = przeBo|enie C1 C def a DD1 = s = nR D D1 R = przemieszczenie jednostkowe h A On A1 nR "L s s = i !  = i = i L0 L0 L0 L0 L0 "L " PrzykBad: baza tensometru L0 = 5 mm, przeBo|enie i = 1/2000. Zdolno[ odczytu (najmniejsze odksztaBcenie jakie mo|na odczyta na tensometrze, odksztaBcenie odpowiadajce jednostko- wemu przemieszczeniu n R = 1mm) wynosi: 1 1 1  = i = = 10-4 L0 5 2000 maksymalna zdolno[ odczytu wynosi 5 x 10 -6. 4. Zasada pomiaru przemieszczeD poprzez pomiar zmian oporu elektrycznego. " drut elektrooporowy - drut o [rednicy ~0.025 mm, charakteryzujcy si liniow zale|no[ci zmiany oporu od odksztaBcenia Podstawy tensometrii 2 2 r  A L L L R =  =  A r2 2L dL 1 dR =  - dr r|niczka zupeBna  r2 r3 2L "L "r / : R r|nica skoDczona "R =  -  r2 r3 A 2L "R "L "r = - R L  r2 r3 "R r2 "L - 2L "r = R r Lr2 "R "L "r = - 2 R L r dla drutu rozciganego y = -x "r "L dla drutu rozciganego o przekroju koBowym = - r L "R = 1+ 2  ( ) R " wzgldna zmiana oporu drutu jest wprost proporcjonalna do jego odksztaBcenia liniowego " czujnik elektrooporowy - czujnik zbudowany z drutu elektrooporowego, odpowiednio uksztaBtowanego w celu uzyskania jak najwikszej dokBadno[ci odczytu zmian oporu "R = k  k = 16 3.6 . R 4.1. Wymagania stawiane drutowi elektrooporowemu " liniowa zale|no[ midzy zmian oporu, a przemieszczeniem " wysoki wspBczynnik czuBo[ci (staBa tensometryczna) k " wysoka oporno[ wBa[ciwa pozwalajca budowa czujniki o maBych wymiarach " niski wspBczynnik termicznej zmiany oporno[ci 4.2. Wymagania stawiane czujnikowi elektrooporowemu " dobra przewodno[ cieplna (dobre odprowadzenie z czujnika ciepBa wytworzonego przez pByncy prd) " niewra|liwo[ na odksztaBcenia poprzeczne do kierunku odksztaBceD mierzonych " wysoka oporno[ izolacji 4.3. Zalety czujnikw elektrooporowych " du|a dokBadno[ " mo|liwo[ stosowania w miejscach trudnodostpnych " rozBczno[ czujnika i ukBadu rejestrujcego " mo|liwo[ pomiarw statycznych i dynamicznych Podstawy tensometrii 3 4.4. Wady czujnikw elektrooporowych " podatno[ na wpBywy temperatury i wilgoci " du|a cena czujnikw (czujniki raz naklejone nie mog by usunite i ponownie u|yte) " rozBczno[ czujnika i ukBadu rejestrujcego - zdalny pomiar " kosztowne badania (kwalifikowana obsBuga) 5. UkBad pomiarowy w pomiarach tensometrycznych " zmiany oporno[ci czujnika mierzy si w ukBadzie mostka Wheatstone a Rk Rc Rc - opr czynny G Rk - opr kompensacyjny R1 - opr wewntrzny regulowany R2 R1 R2 - opr wewntrzny " warunek zrwnowa|enia mostka (brak przepBywu prdu przez galwanometr) R1 Rk = R2 Rc " czujnik kompensacyjny sBu|y do kompensacji wpBywu zmiany oporu przy zmianie temperatury o "T. Jest on identyczny jak czujnik czynny, ale jest nalepiony na nieobci|onej cz[ci konstrukcji (lub oddzielnie) 5.1. UkBad kompensacyjny "Rc = k Rc  + "RcT "Rk = "RkT "R = "Rc - "Rk = k Rc  + "RcT - "RkT RcT = RkT "R = k Rc  1 "R  = k Rc 5.2. UkBad samokompensacyjny " w przypadku belek o przekroju posiadajcym o[ symetrii prostopadB do pBaszczyzny obci|e- nia, poddanych prostemu zginaniu, mo|na umie[ci dwa czujniki czynne na przeciwlegBych wBknach skrajnych "Rc = kc Rc g + "RcT ; "Rk = kk Rk - g + "RkT ( ) "R = "Rc - "Rk = kc Rc g + "RcT + kk Rk g - "RkT Rc = Rk = R kc = kk = k "RcT = "RkT "R = 2 k R g "R = 2 k g R " mostek wykazuje w ukB. samokompensacyjnym odkszt. dwa razy wiksze ni| rzeczywiste. Podstawy tensometrii 4 6. Zastosowanie tensometrii elektrooporowej do do[wiadczalnej analizy napr|eD w pBaskim stanie napr|enia. Problem : Wyznaczy napr|enia gBwne w dowolnym punkcie na powierzchni konstrukcji pBaskiej " na powierzchni ciaBa zawsze panuje pBaski stan napr|enia E E E x = x +  y ; y = y +  x ; xy = xy ( ) ( ) 1+  1- 2 1- 2 " w celu wyznaczenia skBadowych tensora napr|enia nale|y zna odksztaBcenia x, y i xy. Mo|- na je wyznaczy znajc odksztaBcenia w 3 dowolnych znanych kierunkach, korzystajc z relacji (transformacja tensora przy obrocie ukBadu wspBrzdnych) y  x + y x - y  = + cos 2 + xy sin2 22  x " odksztaBcenia i kierunki gBwne x +  y y 1 1, 2 =  -  + 42 ( )2 x y xy 1 2 2  >0 2  xy tan2 = - x  -  y x  <0 1 " napr|enia gBwne E E 1 = 1 +  2 ; 2 = 2 +  1 ( ) ( ) 1- 2 1- 2 " rozety tensometryczne y y  =60  =45 x x typ  delta typ prostoktny PrzykBad : rozeta prostoktna x + y x - y 0 = + = x ! x = 0 22 x + y x - y 90 = - = y ! y = 90 22 x + y 0 + 90 45 = +  ! xy = 45 - xy 2 2 2 45 - ( ) 0 + 90 tan2 = - 0 - 90

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
9 Badanie drgań harmonicznych tłumionych w układach mechanicznych i elektrycznych
Naprawa mechanizmu i elektryki tylnej wycieraczki
165 Omow na czym polega zmiana sygnalu mechanicznego na elektryczny w komorkach zmyslowych
radosz,fizyka dla elektroników,mechanika klasyczna
72 Omów na czym polega zmiana sygnału mechanicznego na elektryczny w komórkach zmysłowych
Elektro i mechanomiografia w skrócie
Tensometria elektrooporowa
43 Zasady i sposoby przetwarzania energii elektrycznej w energię mechaniczną i odwrotnie
WIELOWARSTWOWE NANOKOMPOZYTY, WYTWARZANIE, WŁAŚCIWOŚCI ELEKTRYCZNE I MECHANICZNE
elektro mechan przetwornik A C do PC
Mechanizm wodno elektrolitowy i kwasowo zasadowy
Maszyny Elektryczne Zadanie 1 Podstawowe Prawa Elektromagnetyczne Z Dynamiki Mechanicznej
Montowanie elementów mechanicznych w przyrządach elektrycznych
Wykonywanie montażu mechanicznego w urządzeniach elektronicznych

więcej podobnych podstron