三种电阻应变片灵敏系数测量

对德国某公司生产电阻应变片，日本某公剐生产的电阻应变片和国内某公司生产的电阻应变片进行电阻应变片灵敏系数测量。比较三种应变片的灵敏系数值。确定三种应变片的精度指标，以应变电测原理及技术采用等强度梁装置，挠度计，静态电阻应变仪分别对三种应变片进行灵敏度系数测量，得出了三种应变片的灵敏系数值，对实验结果进行分析讨论。     

液氮低温环境下电阻应变片测试性能的试验研究

分别采用低温电阻应变片及拉线式位移传感器的电测技术,该文开展了液氮浸泡下的悬臂梁结构在静载条件下的应变测量。对两种实验测试结果和理论分析结果进行了对比和精度分析,给出了相应的实验标定曲线,并探讨了测量过程中应变片粘接、电桥连接方式、液氮冷却和数据采集对实验结果精度的影响因素等。结果表明:在采用温度补偿和应变片的正确粘贴和良好固化情形下,低温应变片能够在液氮低温区给出较高精度的应变测量;拉线式位移传感器几乎不受低温的影响,测量简单易行。相关技术和结果将为中科院近代物理研究所自主研制的兰州潘宁离子阱7T超导磁体的低温下应变测量提供方法和指导。     

动态电阻应变仪示值误差和频率响应测得值的不确定度评定

电阻应变仪是通过测量电阻应变片的电阻相对变化，间接测量试件应变的仪器，可分为动态电阻应变仪和静态电阻应变仪，广泛应用于各种材料的应力和应变测量。其中，动态电阻应变仪是用于测量随时间变化的动态应变。因此，为确保动态电阻应变仪量值的准确可靠，必须定期进行量值溯源。本文依据JJG 623-2005《电阻应变仪检定规程》,对动态电阻应变仪的应变示值误差、频率响应测得值进行不确定度评定。     

以应变电测量法测量复合材料板的残余应力

以应变电测技术和原理测量复合材料板的残余应力,为工程实际提供力学参数.在复合材料板电路板上粘贴电阻应变片,以切割机切割复合材料板,通过静、动态电阻应变仪测量复合材料板上各测点的残余应变值,通过弹性理论公式计算出各测点的残余应力值.得出了一些结论,对实验结果进行分析讨论.     

γ—FeMnAlCr反铁磁合金电阻应变性能的探索

研究了γＦｅＭｎＡｌＣｒ合金的电阻应变性能。实验结果说明，γＦｅＭｎＡｌＣｒ合金丝的室温电阻应变灵敏系数为４．０～４．２，制成的应变片灵敏系数平均为３．７，远高于目前常用的应变电阻合金。合金发生反铁磁→顺磁转变时灵敏系数将急剧下降，说明γＦｅＭｎＡｌＣｒ合金的高灵敏系数来源于合金的反铁磁自旋有序结构。此外，γＦｅＭｎＡｌＣｒ合金具有较小的机械滞后，但蠕变和电阻温度系数较大，因此它适合于室温的动态应变测量。     

电阻应变式传感器及其在多个力传感器测试技术中的运用

电阻应变式传感器由弹性敏感元件和电阻应变片组成。将电阻应变片安装在弹性敏感元件上 ,当弹性敏感元件在感受被测量时会导致其表面出现变形 ,即应变 ,致使其表面所附的电阻应变片随着产生应变 ,通过测量此时电阻应变片的电阻值的变化 ,可以测量位移、加速度、力、力矩、压力等各种参数。在此 ,为读者介绍一种电阻应变式传感器在多个力传感器测试技术中的应用例子。在实际测试过程中 ,常常会出现多个力传感器共同实现对一个力负荷进行测试的情况 ,每一个力传感器将会产生一个测试输出信号 ,因此 ,需要将各个力传感器的输出信号相加 ,得到总…     

高温电阻应变片特性参数标定实验研究

高温环境下准确测量应力应变的难点在于应变片的灵敏度、蠕变、滞后等参数特性不能进行有效补偿,导致测量误差过大。为解决这一问题,建立高温应变标定系统,探索出一套可行的高温应变片标定技术,得到了高温应变片灵敏系数、机械滞后和蠕变等参数随温度的变化规律。实验表明:该文研究的高温应变片在800℃时具有良好的性能,验证了固定方法以及标定系统、实验方案的可行性,提出的参数标定方法也可为同类应变片实验提供依据。     

等强度梁动应力测定及分析

借助于应变频谱和应变导纳，提出一种测定动应力的方法。探讨了等强度悬臂梁的动应变分布。等强度悬臂梁动应变分布明显地不同于静应变分布，等强度悬臂梁的动应变不再保持常数。其基本振动的动应变从固定端到自由端呈下降趋势，正好与振动位移的变化趋势相反。     

高、中温廉金属应变电阻合金现状

一、前言随着我国科学技术和国防工业的发展,特别是大型汽轮机工业、航空工业、原子反应堆和宇航事业的迅猛发展。日益迫切的提出了高温强度的测试问题,高温电阻应变片则是高温应力测量中比较广泛使用的一种较好的测试元件。高温应变电阻合金就是为了满足制作高温电阻应变片进行高温应力测量的一种合金体系。目前根据电阻应变片使用温度的要求,应变电阻合金使用温度范围可大致分成六类:     

基于正交试验的应变片敏感栅结构参数的优化

电阻应变片作为电阻应变式传感器的重要组成部分,其结构参数对传感器的测量精度影响较大。基于正交试验法设计试验方案,建立等强度梁、基底、敏感栅的三维模型,采用ANSYS有限元软件进行模拟分析,研究电阻应变片敏感栅结构参数对传感器应变传递误差的影响。结果表明:应变片敏感栅的弹性模量和栅丝厚度越小,栅丝长度越长,误差越小,栅丝间距存在最优值;栅丝长度对应变传递误差的影响最大,栅丝间距最小;当敏感栅材料为康铜,栅丝厚度0.003 mm,栅丝长度4 mm,栅丝间距0.28 mm,应变传递误差达到最小为0.19%,研究结果对传感器和电阻应变片的设计具有理论指导意义。     

随机参数梁在考虑热弹耦合下的动力响应分析

以随机参数梁为研究对象,分析其在温度载荷和力载荷共同作用并考虑热弹耦合关系时的动力响应。建立了热弹耦合动力学有限元模型,给出了在时间域内差分离散、相互交替迭代的耦合计算方法。利用随机因子法推导了结构温度场和动力响应的数字特征表达式,其中温度场的求解利用θ 时间积分法,动力响应则利用Newmark-β 积分法。在求出结构各时间步温度场和动力响应数字特征的基础上,应用耦合算法获得了整个时间域内的结构响应数字特征。通过悬臂梁算例分析了热弹耦合项对动力响应的影响,并考察了诸随机参数分散性对结构动力响应分散性的影响。     

一种新型的谐振梁频率测量方法研究

谐振梁是一种应用广泛的谐振器。谐振式传感器可以通过测量谐振梁谐振频率的变化,解算谐振梁所受的轴向载荷的大小,从而达到测量目的。目前谐振梁常用的频率测量方法对于动态测量问题的效果并不理想,在很多应用场合都受到限制。本文针对双端固支型谐振梁的频率测量问题,设计了一种基于希尔伯特变换的频率测量方法。使用数值方法对谐振梁振动方程进行求解,获得多种典型的测试信号。仿真实验表明,该方法能很好地获取动态信号频率。     

悬浮隧道结构体系与动力响应研究进展EI北大核心CSCD

悬浮隧道是一种全浸入式新型跨越结构,在复杂海湾环境中有较高的应用前景。为了深入了解悬浮隧道在外界激励下的动力行为,整理了悬浮隧道动力学的研究假定,分别总结了悬浮隧道独立结构和整体结构在一般波流荷载、交通荷载以及偶然荷载作用下的数学模型与动力学研究进展,并归纳了影响结构动力响应的几何、环境和交通参数等因素。结果表明:管道计算模型普遍采用欧拉梁模型和离散弹性支承梁模型,锚索计算模型大多采用忽略了抗弯刚度并考虑初始构型的梁或者弦模型;在二维分析中梁模型具有较高精度,但少有学者进行三维空间下的讨论;物理实验需要考虑模型的适用性、环境的真实性和测量的准确性,着重针对结构相似、激励条件、测量手段、结构初始状态和整体系统固有动力参数进行测试;偶然荷载作用下地震动响应受到学者广泛关注,已有研究普遍表明:结构的地震响应一般在安全范围内,但是当考虑了由地震引起的动水压力之后,结构动力响应大大提高。     

高温灵敏系数标定影响因素分析

高温应变计是高温结构强度测试、疲劳测试和寿命评估的主要测量传感器,其灵敏系数测试的准确性影响高温应变测试中应变修正数据的真实性。对应变计灵敏系数原理进行分析,明确灵敏系数是应变计输出与应变之间的关系,对砝码加载四点式简支梁结构和纯弯矩钢架梁结构灵敏系数测量模型进行分析,确定产生标准应变的影响因素。常温灵敏系数标定的影响因素有试验梁尺寸、试验梁轴向力,实际灵敏系数测试结果表明简支梁灵敏系数略大,分散明显较大。高温下应变计的输出与载荷应变、应变计热输出、试验梁尺寸变化、弹性模量变化和摩擦力变化有关,对热输出消除方法进行探讨,理论上明确温度下简支梁尺寸变化、弹性模量变化误差高达22%,钢架梁的刚性封闭静态力学平衡系统的温度影响误差较小。利用自研框架式高温裸栅应变计、高温陶瓷胶,进一步用简支梁、钢架梁实际测试灵敏系数随温度变化验证了理论分析的正确性。     

Theoretical Analysis on Strain Transfer Error of FBG Sensors Attached on Steel Structures Subjected to Fatigue Load

Fibre Bragg grating (FBG) sensors have been increasingly adopted to detect the dynamic strain of structures. When the sensor is attached on the surface, adhesive material is employed to assist the installation, which leads to indirect contact of sensing fibre and the monitored structure. To correct the strain transfer error induced by the shear lag effect and improve the measurement accuracy of FBG sensors under dynamic response, strain transfer mechanism of a three‐layered testing model constituted of sensing fibre, adhesive layer and host material has been studied in this paper. Laboratory test on steel beam attached with FBG sensor under fatigue load has been projected to investigate the feasibility of the derived strain transfer formula, and numerical simulation by MATLAB has been used as a supporting tool to offer the reference dynamic strain. Based on the analysis, sensitive parameters that affect the strain transfer coefficient have been discussed to instruct the application design of FBG sensors. Results indicate that strain transfer coefficient under dynamic response is much lower than that in static state, and error modification is particularly significant; in the dynamic testing model, bonded length, shear modulus and thickness of adhesive layer are more sensitive, which should be precisely selected in practical engineering to guarantee the effective strain measurement.     

简支梁桥动力系数的移动荷载列分析

基于移动荷载列通过简支梁桥的解析模型, 从理论上揭示出决定桥梁动力系数的关键参数。为满足运用模态叠加法对全桥各位置进行动力分析的精度要求, 提出了必要模态数的概念, 确立了所需桥梁模态数量的判定原则。以8 节编组列车通过某20m跨度简支梁桥为例, 分析了常用几种不同简化列车荷载模型对动力系数的影响, 结果表明:动力系数定量分析时应采用可表征实际轮轴位置的移动荷载列模型。     

弯扭组合梁载荷测量试验研究

对金属结构进行载荷测量,应变法是常用方法之一。在弯矩、剪力和扭矩等单独作用下,利用应变法测得数据的准确性以及线性相关性都很好。而实际情况中,结构受力情况复杂,经常受到弯矩、剪力和扭矩等耦合作用,因此利用应变法测得的数据和输入载荷值生成的多元线性回归方程的线性相关性有待进一步验证。本文设计了一种典型的弯扭组合梁结构,在弯矩和扭矩的耦合作用下,利用应变法进行载荷测量,测量数据准确性很好,并且输入载荷值、弯矩和扭矩等多个变量生成的多元线性回归方程的线性相关性很强。     

基于应变模态响应重构的损伤识别方法EI北大核心CSCD

土木结构的损伤识别技术对提升结构可靠性与安全性具有重要意义,也是土木结构健康监测研究中的热点问题。现有的损伤识别方法往往需要识别模态参数,或者需要准确获取结构外部载荷信息,极大限制了相关方法在实际工程中的应用。为克服现有方法的局限性,该文将结构动态响应重构方法引入到损伤识别中,提出了基于应变模态响应重构的损伤识别方法。构建结构健康状态的有限元模型,以损伤结构测量的信号输入,通过基于经验模态分解的应变重构方法,可以获取使用无损伤模型的结构全局模态响应。以传感器采集的模态响应和重构模态响应的差异作为有限元模型修正的依据,通过应变模态比值构建的传递率的灵敏度矩阵进行迭代运算,求得损伤位置及损伤程度。该方法无需获取结构的外部激励信息,通过高效的时域应变重构,能够在少量测量信号下实现对结构损伤的精确识别。为验证该方法的准确性和高效性,开展了连续梁单一损伤和多损伤识别研究,探讨了测量噪声和模态阶次选取对识别结果的影响,结果表明,该方法能够准确、高效识别不同程度的损伤,对测量噪声具有较强的鲁棒性。     

基于T-P模型的桩-桩水平振动相互作用研究

为精确揭示桩-土动力相互作用,弥补动力Winkler地基-Bernoulli-Euler梁模型(E-W模型)在桩-桩水平振动分析中的不足。考虑土体剪切效应和桩身剪切变形,建立Pasternak-Timoshenko模型(T-P模型)模拟桩-土动力相互作用,推导水平动力和竖向荷载共同作用下的主动桩水平振动解析解。在此基础上,根据桩-桩动力相互作用原理,建立被动桩水平振动控制方程,运用传递矩阵法考虑土体分层特性,利用初参数法计算桩-桩动力相互作用因子;与已有文献进行对比,验证计算结果的正确性。通过参数分析表明：土体剪切效应对水平动力相互作用因子有增强效果;在给定桩土参数的情况下,主动桩和被动桩存在“有效桩长”(Ld=10d～15d);当桩身长径比在L/d=5～10范围内时,不宜忽略桩身剪切变形对动力相互作用因子的影响;竖向荷载对水平-摇摆耦合作用因子的影响最为显著。     

基于局部密集应变响应的海洋平台冰载荷反演方法

冰载荷的现场测量工作对于描述冰载荷与海洋平台的相互作用规律十分重要。回顾了自六十年代以来的各地冰载荷的测量情况,针对在采用压力盒进行直接测量和利用结构整体响应进行间接反算的过程中存在的困难,提出了一种利用局部应变响应信息来有效反演海洋平台冰载荷的新方法,并设计了用于反演的附加套筒结构模型。阐述了反演的基本原理,从理论上分析了反演的误差来源以及误差的稳定性,并讨论了反演时载荷作用区域的判断方法和测点的布置原则。最后,通过计算机仿真的反演算例和一缩尺模型的反演实验(包括模型应变响应的动态标定)验证了这种方法的可靠性。