穿心式测力环弹性体的结构优化设计

本文主要针对穿心式测力环的工作原理,通过建立结构模型及理论计算,详细分析了在不同环体高度、不同边界条件下测力环弹性体截面的受力分布特点,揭示出传统结构形式的测力环产生测试误差的原因,确定出了弹性体结构上反映应力状态的最佳截面位置为沿环壁厚方向的中轴线截面。依此针对性地设计了侧壁开孔式环体结构形式,并通过理论分析和加载试验,验证了在有限高度下弹性体结构最佳截面处的应力、应变在不同边界条件下的分布规律比环壁外侧处变化平缓,这表明优化后的结构形式更能适应不同边界条件的影响。最后引入光纤光栅作为测试元件和优化后的环体结构一起构成测力环,并在张拉平台上进行试验,进一步验证了测力环的工程应用性能。结果表明该项研究对于穿心式测力环技术的开发及应用具有一定参考价值。