应力测量
应力测量仪原理
应力测量仪原理
应力测量仪的原理是利用材料的形变量与施加在材料上的应力大小之间的关系进行测量。
其中最常用的方法是使用电阻应变片作为测量元件。
电阻应变片是一种金属薄片或细丝，有着良好的电阻性能。
当外力作用于其表面时，电阻应变片会发生形变，并且其电阻值也会相应改变。
这是因为在形变过程中，应变导致了电阻应变片中线路的长度和截面积的变化，从而引起了电阻值的变化。
应力测量仪中通常会将电阻应变片粘贴或焊接在需要测量应力的材料表面上。
当材料受到应力时，电阻应变片也会相应受到应变，导致电阻值的变化。
通过连接电阻应变片的电路，可以测量出电阻值的变化情况。
为了测量电阻值的变化，通常会使用一种称为电桥的电路。
电桥电路中包含了一个可变电阻和一个标准电阻，通过改变可变电阻来使电桥平衡，即使电桥两个分支中的电流相等。
当电桥平衡时，通过测量电桥两个分支之间的电压差，可以间接地得到电阻值的变化。
当电阻值的变化被测量到后，可以根据电阻应变片的性能参数，如灵敏度等，将电阻值的变化转换为应力值。
不同类型的电阻应变片具有不同的灵敏度和线性特性，因此在实际应用中需要对其进行校准，以确保测量结果的准确性。
除了电阻应变片，应力测量仪还可以使用其他原理，如压阻式、
电容式、磁性等。
这些不同原理的应力测量仪有着自己的优缺点，在特定应用环境中选择合适的原理进行测量。
应力检测原理
应力检测原理
应力检测原理是通过测量物体受力后产生的形变或应变来判断其受力状态的一种测试方法。
在实际应用中，常用的应力检测原理包括电阻应变片原理、应变计原理和激光干涉法原理。
首先，电阻应变片是一种具有性能稳定、可重复使用的应力测量元件。
它通过在应力作用下形成电阻值变化，来间接反映物体的应变情况。
当物体受到压力或拉伸时，电阻应变片会随之发生形变，进而改变其电阻值。
通过测量电阻的变化，可以推算出物体所受的应力。
其次，应变计原理是一种更加直接的应力测量方法。
应变计是一种高精度的电阻应变元件，通过粘贴在被测物体的表面，当物体受到力的作用时，应变计会产生应变，并且应变的大小与物体所受的应力成正比。
应变计内部具有电阻，通过测量电阻的变化，可以获得物体所受的应力值。
最后，激光干涉法原理是一种非接触、高精度的应力测量方法。
该方法利用激光的干涉原理，通过激光束的反射和干涉，测量物体表面形变的微小位移。
物体在受力作用下会出现形变，根据形变产生的位移，可以计算出物体所受的应力大小。
以上是常用的应力检测原理，通过采用合适的测量原理，可以准确地判断物体受力状态，为工程设计和科学研究提供重要数据支持。
应力测量方法
应力测量方法有多种，其中包括电阻应变测量法。
此外，还有光弹性方法、X射线衍射法、中子衍射法、超声法、脆性涂层法、压痕法、磁测法、云纹干涉法、莫尔条纹法等方法。
电阻应变测量法：这种方法利用电阻应变计测量技术，不仅可以用于模型实验，也可以在线进行应变、应力、压力等力学的测量。
其实际应用效果较好，还可以进行远距离应变遥测，利用此技术可制成相应的传感器和测力装置。
光弹性方法：这是光测法的一种，通过光弹性效应来测量应力。
它适用于解决扭转和轴对称的问题，还可以研究应力传播和热应力的动态过程。
X射线衍射法：利用X射线的衍射现象来测量应力。
通过测量衍射角的变化，可以推断出材料内部的应力状态。
超声法：通过超声波在材料中的传播特性来推断应力状态。
不同应力状态下的材料，超声波传播速度会有所变化，从而可以反演出应力状态。
以上各种方法各有特点，电阻应变测量法操作简单，适用于各种环境和条件；光弹性方法直观性强，适用于透明材料；X射线衍射法和超声法非接触、无损，但设备复杂，数据处理难度较高。
请根据具体需求和条件选择合适的方法。
应力测试原理
应力测试原理应力测试原理应力测试是一种常见的实验方法，用于评估材料或结构在外界力作用下的应对能力。
通过对材料或结构施加外力，可以了解其在不同条件下的性能和耐久性，为工程设计和材料选择提供参考依据。
应力测试原理具体分为三个方面：静力学原理、热力学原理和动力学原理。
静力学原理是应力测试的基础。
它涉及到力和物体之间的相互作用。
根据牛顿第二定律，物体的加速度与作用力成正比，与物体质量成反比。
因此，在应力测试中，通过施加静力或动态力来模拟实际工况下的力作用，可以测定材料或结构对外界力的响应。
静力学原理不仅包括力的大小，还包括力的方向和作用点的位置。
通过精确施加和测量力，可以获得材料或结构的应力-应变关系，进而分析其力学性能。
热力学原理是应力测试中考虑的另一个重要因素。
物体在受力的作用下会产生热能。
根据热力学第一定律，物体的内能与吸热和做功之间存在关系。
在应力测试中，通过控制温度、应用热力或测量能量变化，可以了解材料或结构在不同温度下的稳定性和可靠性。
热力学原理还可以揭示材料或结构在高温或低温条件下的变形和破坏机制，为设计和使用提供重要参考。
动力学原理是应力测试中的另一关键要素。
它涉及到物体在外力作用下的运动与力学性能之间的关系。
在应力测试中，通过施加持续或瞬间的动态外力，可以模拟真实环境下的冲击、震动或振动。
动力学原理可以揭示材料或结构在不同频率、振幅和持续时间下的响应特性，如强度、刚度和耐久性。
通过分析动态响应数据，可以为工程设计和结构优化提供重要指导。
综上所述，应力测试原理包括静力学原理、热力学原理和动力学原理。
静力学原理揭示了力与物体之间的相互作用关系，热力学原理揭示了力与热之间的关系，动力学原理揭示了力与运动之间的关系。
应力测试是一种有效的工程手段，可以评估材料或结构在外界力作用下的性能和耐久性。
了解应力测试原理对正确应用该方法具有重要意义，能够为工程设计和材料选择提供科学依据，推动工程技术的发展和进步。
应力与应变测量方法及应用
应力与应变测量方法及应用应力与应变测量是工程学中非常重要的分析方法，能够帮助工程师评估材料和结构在外部力作用下的性能表现。
本文将介绍一些常用的应力与应变测量方法及其应用。
一、应力与应变测量方法1. 电阻应变计法电阻应变计是最常用的应变测量方法之一。
应变计的基本原理是应变导致电阻变化，通过测量电阻变化来间接测量应变。
常见的电阻应变计有金属应变计和半导体应变计。
金属应变计主要适用于动态应变测量，而半导体应变计适用于静态及高温应变测量。
电阻应变计的优点是精度高、灵敏度高，但也有一些限制，比如灵敏度容易受到温度的影响。
2. 光弹性法光弹性法是一种通过利用光的干涉原理来测量应力和应变的方法。
光弹性法常用的设备有两种，一种是维尔贝克(Disc-more)干涉条纹法，另一种是技巧干涉条纹法。
这两种方法都是基于光束的干涉现象，通过观察并记录干涉条纹的变化来推算出应力和应变的分布情况。
光弹性法的优点是非接触性，适用于复杂形状和高温等特殊条件下的应变测量。
3. 应变片法应变片是利用压电效应材料制成的一种应变测量器件，常用的应变片有金属应变片和陶瓷应变片。
应变片通过自身形变来实现应变的测量，通过测量应变片的电荷输出或形变量的变化来推算应变。
应变片法的优点是响应速度快、测量范围广，适用于各种应变测量场景。
二、应力与应变测量的应用1. 材料性能评估与选择应力与应变测量可以帮助工程师评估材料的力学性能，并为材料的选择提供依据。
通过测量应力和应变，可以计算出弹性模量、屈服强度、断裂韧性等重要参数，从而判断材料是否满足工程设计要求。
2. 结构设计与优化在结构设计中，应力与应变测量可以帮助工程师评估结构的稳定性和安全性。
通过测量结构内部的应力分布和应变变化，可以发现潜在的结构问题，并进行必要的优化和改进，从而提高结构的可靠性和性能。
3. 动态加载分析应力与应变测量在动态加载分析中也有广泛的应用，可以用于研究冲击、爆炸、振动等动力载荷下的材料和结构响应。
应力检测的原理
应力检测的原理应力检测的原理是通过测量物体受力后产生的变形量来判断其受力状态的一种方法。
应力是物体内部由外部施加的力引起的内部应变，而应变则是物体内部单位长度的相对伸缩变化。
通常情况下，应力与应变之间存在一定的线性关系，应力检测就是利用这种关系来确定物体受力状态的。
应力检测可以通过多种方法实现，常用的有应变片、应变计、压阻式力传感器、剪应力传感器等。
应变片是一种常见的应力检测器件，它是由金属材料制成的薄片，其外形一般呈矩形或圆形。
应变片在受力作用下会发生应变，而应变大小与受力大小呈线性关系。
通过将应变片粘贴到被测物体上，当物体受到外力作用时，应变片会发生应变，从而改变其电阻值。
利用电气测量原理，可以通过测量应变片上的电阻变化来计算出物体所受的应力大小。
应变片广泛应用于各种工程领域，如机械结构应力分析、材料力学性能测试等。
应变计是另一种常见的应力检测器件，它是由弹性元件和敏感电路组成的。
弹性元件通常是由金属材料或弹性橡胶制成的弹簧或薄膜，当物体受到外力作用时，弹性元件会发生形变，从而改变其电阻、电容或电感等特性，进而改变敏感电路的输出信号。
通过测量敏感电路的输出信号，可以确定物体所受的应力大小。
应变计通常用于小范围的应力测量，具有灵敏度高、响应快等特点。
压阻式力传感器是一种基于电阻变化原理进行测量的应力检测器件，它由压阻薄膜、支撑底片和传感电路组成。
当物体受到外力作用时，压阻薄膜发生应变，使得应变区域的电阻值发生变化。
传感电路通过测量压阻薄膜的电阻值变化来计算出物体所受的应力大小。
压阻式力传感器广泛应用于工业控制和自动化领域，常用于重量测量、力矩测量等。
剪应力传感器是一种专门用于测量剪应力的应力检测器件。
它包含一个屈服横梁和敏感电路，当物体受到剪应力作用时，屈服横梁发生形变，使得敏感电路的输出信号发生变化。
通过测量输出信号的变化，可以确定物体所受的剪应力大小。
剪应力传感器广泛应用于工程领域，如地震勘探、土壤力学等。
应力检测检测原理
应力检测检测原理
应力检测检测原理是通过测量物体上的应变来间接估计物体的应力。
应力是物体内部因外力作用而引起的相互分子间的相互作用。
应变是物质形变程度或变形量与初始尺寸之比，是物质感受应力的结果。
根据胡克定律，应力与应变之间存在线性关系。
一种常用的应力检测原理是应变计法。
应变计是一种用于测量物体应变的传感器。
它通常由金属或半导体材料制成，具有灵敏的电阻特性。
当物体受到外部应力作用时，应变计上的金属或半导体材料会发生微小的形变，导致电阻发生变化。
通过测量电阻变化，可以确定应变的大小。
进一步利用胡克定律，可以计算出物体的应力。
另一种常用的应力检测原理是压力传感器法。
压力传感器是一种能够将外部压力转化为电信号的传感器。
压力传感器通常采用压阻、微电子机械系统(MEMS)或压电效应等物理原理，通过测量外部压力对传感元件的作用力，转换成相应的电信号。
根据转换的电信号，可以计算出物体所受的应力。
除了以上两种方法外，还有一些其他的应力检测原理，如光纤应变传感器、声表面波传感器等。
这些方法都利用了不同的物理原理，通过测量应变或作用力，来推测物体的应力。
应力检测的准确性和精度受到多种因素的影响，如传感器的灵敏度、环境条件、测量方法等。
因此，在进行应力检测时，需
要根据实际情况选择合适的检测原理和方法，以确保测量结果的准确性和可靠性。
测量应变、应力的方法详解
测量应变、应力的方法详解一、测量应变、应力谱图1. 衡量应力集中的区域，布置应变片可以通过模拟（有限元）或试验（原型上涂上一层油漆，待油漆干后施加载荷，油漆剥落的地方应力集中），确定应力集中的区域，然后按左下图在应力集中区域布置三个应变片：因为材料是各向同性，所以x、y方向并不一定是水平和竖直方向，但两者一定要垂直，中间一个一定要和x、y方向成45°角。
2. 根据测的应变和材料性能，计算应力测得的三个应变，分别记为εx、εy、εxy。
两个主应力（假设只有弹性变形）：其中，E为材料的弹性模量，µ为泊松比。
根据这两个主应力，可以计算出有些方法可能需要的等效应力（主要目的是将多分量的应力状态转化为一个数值，以方便应用材料的疲劳数据），如米塞斯等效应力：或最大剪应力：实际测量的是应变-时间谱图，应力（或等效应力）-时间谱图可由上述公式计算。
3. 分解谱图就是对上面测得的应力（应变）-时间谱图进行分解统计，计算出不同应力（包括幅度和平均值）循环下的次数，以便计算累积的损伤。
最常用的是雨流法(rainflow countingmethod)。
二、获取材料数据如果载荷频率不高，可以做一组简单的疲劳测试（正弦应力、拉压或弯曲均可，有国家标准）：得到一条应力-寿命（即循环次数）曲线，即所谓的S-N曲线：如果载荷频率较高或温度变化较大，还要测量不同平均应力和不同温度下的S-N载荷，以便进行插值计算，因为此时平均应力对寿命有影响。
也可以根据不同的经验公式（如Goodman准则，Gerber准则等），以及其他材料性能（如拉伸强度，破坏强度等），由普通的S-N曲线（即平均应力为0）来计算平均应力不为零时对应的疲劳寿命。
如果材料数据极为有限，或者公司很穷很懒不愿做疲劳试验，也可以由材料的强度估算疲劳性能。
如果出现塑性应变，累计损伤一般基于应变-寿命曲线（即E-N曲线），所以需要施加应变载荷。
三、损伤计算到目前为止，疲劳分析基本上是基于经验公式，还没有完全统一的理论。
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全场光弹应变测量系统GFP1500
介绍
GFP1500 由美国Stress Photonics公司设计制造，利用灰度场
偏光镜实现自动数据采集和处理，避免了传统光弹方法中枯燥冗
繁的数据采集与处理。
无需条纹计数。
GFP1500极其灵敏，在无高应变光弹条纹的情况
下，可直接测量剪应变幅值和方向。
Delta Vision软件使用简单，可分析全场应变图像。
无论是查询高应变点，还是减去叠加的应变状态，图像均可快速处理，还可直接剪切复制至通用的文字处理软件中。
特点
& 自动全场应变测量应用
& 20微应变分辨率& 有限元验证
& 简单静态加载 & 确定装配应力
& 光固化快速成型应变分析
& 分析玻璃和塑料中的残余应力& 通过染色涂层测量厚度
& 确定整数级或分数级级数
& 与各种涂层兼容
& 系统标定可溯源
玻璃与塑料
& 无需涂层，GFP1500可测量玻璃和塑料中的残余应力
& 利用黑漆带或“釉料”作为反射面，生产线上的或已安装的挡风玻璃亦可被分析。
涂层
& GFP1500兼容各种涂层技术，如传统的轮廓法或更薄的喷涂涂层技术；
& 配合特殊的染色树脂，系统可自动测量涂层的厚度，使光弹测量简化为喷涂/照射。
全场热弹应力测量系统DeltaTherm
介绍
DeltaTherm由美国Stress Photonics公司
设计制造，是一套独特的差热图系统，适用
于热弹应力分析（TSA）和热无损评估
（TNDE）。
通过使用特殊的高速图像处理电
路和高性能红外阵列检测器，现在仅需数秒
即可显示应力图。
特点
& 定幅值加载（X、Y、量级和相位）
& 随机加载
& 冲击（触发随机）加载
& 后处理已记录的视频
& 实时处理长时间周期记录的TSA数据
应用
& 热弹应力分析 & 强制扩
散热成像
& 锁相热成像 & 涂层热成像
& 标准热成像& 断裂力学
& 裂纹和缺陷监测 & 结构完整性评估
& 复合材料损伤演化& 复合材料疲劳寿命预测
DeltaVision采集与分析软件
& 无需参考信号
& 无需帧同步信号
& DeltaVision软件兼容多数科研级红外相机
& GigE，CameraLink，Firewire等
系统要求
& 相机：红外相机，NEDT低于50mK（推荐低于20mK）
& 相机接口：GigE，CameraLink，IEEE1394、RS422
& 计算机：Windows7 Pro操作系统，Intel处理器
& 结构加载：恒定幅值加载（频率低于1/4帧速）
随机加载（非恒定幅值加载）
触发随机（冲击），可选硬件触发
玻璃边缘应力测量仪--EdgeMaster-2
介绍
EdgeMaster-2由美国StressPhotonics公司设计制造，是一种光弹应力分析系统，用于测量透明或有色玻璃的边缘应力，有无黑色烤漆均可。
该系统已成功应用于汽车挡风玻璃、侧灯、尾灯的边缘应力测量中。
EdgeMaster-2可测量以下玻璃中的应
力：
& 夹层玻璃
& 黑色烤漆玻璃
& 有色玻璃& 平板玻璃或曲面玻璃
& 钢化玻璃
& 镀膜玻璃
EdgeMaster-2可测量完整的边缘应力曲线，包含：
& 厚度：0.5～
6mm
样件
& 最大拉应
力
& 玻璃类型：单层、夹层、钢化
& 最大拉应力位
置
& 颜色：>30%的透射率
& 边缘压应
力
& 镀层：黑色烤漆、导电体、有色
& 零应力位
置
& 边缘条件：可测量至磨边，外推至边缘
& 简洁的交钥匙系
统
& 尺寸：28 x 23 x 11cm
& 可测量黑色烤漆玻
璃
& 质量：1.6Kg
& 可测量有色玻
璃
& 电源：100～240 VAC，3A，50～60Hz
& 便
携
& 线缆：10m长，直径12mm
& 内置成品/废品检
查
& 相机：GigE（网口）
& 丰富的标定标准
& 实时全域图像
& 即时质量报告
& 高亮度、低能耗LED照
明
应用
& 评估挡风玻璃的质量
& 控制工艺过程
& 检查进料质量
& 检查已安装玻璃质量
玻璃层间应力测量仪--LamMaster
LamMaster由美国StressPhotonics公司设计生产，用于退火玻璃的层间应力测量系统。
LamMaster通过评估玻璃退火程度来解决切割问题。
该系统可提供沿厚度方向的应力二维图，包含表面压应力和中间拉应力。
测试结果一览表中可直观地查看到应力抛物线图及关键测量数据，这些都被存储在一个电子表格数据库中，便于以后数据的编目和处理。
样件安装极其简单，直接将样件插入LamMaster自定心的卡钳，涂抹少量匹配胶水，即可开始测量。
匹配胶水可减少来自样件边缘瑕疵、自定心夹具夹持样件时未对齐等的影响，优化测量结果。
LamMaster同时提供条纹图，可显示玻璃中的密度层情况，为伏法线过渡期提供参考。
特点
& 简洁的交钥匙系统
& 样件安装容易
& 完整的数据库
& 丰富的标定标准
& 厚度-应力曲线报告
& 表面压应力
& 中心最大拉应力及位置
& 零应力点
& 条纹图
参数
& 样件长度：如能良好支撑，并不受限
& 样件宽度：100mm
& 样件厚度：2～25mm
& 玻璃颜色：透明、太阳能、调光
& 玻璃表面：常规切割
& 标定：Sharples 137nm 波片
& 应力范围：550 nm / 8.6 Mpa @ 25 mm样件宽度
& 应力分辨率：6 nm / 0.1 Mpa @ 25 mm样件宽度
& 空间分辨率：0.1 mm
& 像素密度：40像素/mm
& 尺寸：95 x 140 x 410 mm
& 供电：100～240VAC，3A，50～60Hz。