《应力应变测量》.ppt

第三篇 起重运输机械典型参数测量
起重运输机械的基本参数是反映机械设备特征、性能及运行状态的物理参数，其产品检测的内容包括:
●性能检测
（1）几何参数：外形尺寸、起升高度、工作幅度、轨距、跨度、回转半径等参数；
（2）运动及动态特性本上是由角钢、槽钢、工字钢、
T型钢、钢管等型材或由钢板焊成的箱形结构所组成。由
各种形式材料组成的结构，通常承受拉(压)、弯、扭等几
种外力的作用，其断面上的应力分布比较复杂。
结构型材的断面型式较多，通常有：矩形断面，圆形
断面，工字形断面，槽形断面，箱形断面。
例：箱形断面的受力状态：
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a．轴向力均布
b．弯曲正应力沿主惯性轴呈线形分布。
c．剪应力最大值一般出现在主惯性轴处。
d．扭转问题：非约束——只有剪应力
约束——有剪应力和扇形正应力。
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箱形断面应力分布
开口薄壁结构断面应力分布
工字形断面，槽形断面
归纳：各种断面的应力分布规律：
a．断面上通常只有两种力：正应力、剪应力
b．断面角点处只有正应力，而无剪应力（相当于单向应力状态）。正应力的最大值出现在角点处。
c．剪应力的分布形式根据其断面形状不同而不同，一般来说，最大剪应力产生在中性轴处（主惯性轴处）。
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二、应变片在测量断面上的布置（测点布置与贴片方法）
最大正应力法——角点法
（1）贴片方法：在箱形断面角点处分别贴4枚应变花。
（2）箱形梁断面应力分布：在外力拉（压）、弯曲、扭（转）矩作用下，正应力分布如图7-10所示
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其测点1，2，3，4的正应力分别为：
然后根据测量得到的 、
、 ，求得获得断面内力：
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（3）结论：
断面角点处没有剪应力存在，属单向应力状态，该正应
力即为主应力。因此沿断面棱线方向上贴一单片，就可
以测得主应力大小。

载荷分量测量法是根据断面各载荷的应力成分分布
特性和测量电桥的加减特性，从多种应力成分中直接测
得某一种应力成分数值的方法（如某第5章中介绍的
“测拉除弯”、“测弯除拉”等）。
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（1）贴片方位：图7-15
（2）特点：
a．可直接测量所需的载荷分量。
b．应变片布置在断面的主惯性轴上。
c．断面上的正应力和剪应力分别进行测量，然后选
第四强度理论进行强度校核。

d．测量不同的载荷分
量由不同的接桥方法来进
行测量。
缺点：测不出翘曲正
应力。对于主惯性轴对称
的断面，不受翘曲正应力
的干扰，而无主惯性轴对
称的断面有干扰又无法测
出。
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(1)贴片位置——贴在断面主惯性轴上（剪应力最大）
(2)贴片方位——沿主轴线和方向（换算成应力最方便）
(3)应力换算
由图7-3原理，得：
整理得：
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上两式相减，得
4．平面应力状态测量（测点布置）
（1）贴片：应变花
（2）计算主应力大小和方向。
（3）适用于薄壁结构中的板与板的交接处，此处不仅有较大的正应力，而且有较大的剪应力。
四、应力合成与强度校核（略讲）
通常用第四强度理论进行校核
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§7-4 起重机金属结构应力测量
一、金属结构应力测量的任务
应力、应变测量应用任务：（测量目的和任务）
1．校核性测量：验证结构强度（刚度）是否满足理论计算要求。例如，新产品鉴定性检测。
2．改进性测量（节约化）：产品改进，确定安全储备，减轻结构自重。
3．优选性测量：各种设计产品的方案比较、试验研究性检测。
4．.增潜性测量：产品改造，提高结构承载能力。
主要目的：是测量金属结构主要受力部位的应变、应力，进行强度、刚度校核，并且可通过动态测量，测出结构的动态特性。
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二、测量断面的选择
(1)理论设计计算书(含内力图)提供的具有代表性的载荷大的危险断面；
(2)载荷复杂（受力复杂），需要详细分析的断面；
(3)断面形状不规则，有突变处的截面；
(4)在现场测量中，对布片测量工作是方便的、安全的断面；
三、测量断面上应变片布置原则：
1、根据应力分布状态：单向平面应力状态
（1）主应力方向已知：
轴向受力构件——应变片可在断面上、下或左、右沿轴向布置。
受弯构件——最大弯矩处断面的边缘或四角沿轴向布置。
压弯构件——断面上四角不少于四片轴向布置。
（2）主应力方向未知：
受弯构件的正应力与剪应力较大的部位；
断面形状不规则或有突变处；
汇交力系的杆件节点部位。
2、重要受力部位：贴双片，提高测量值的可靠性
3、对称结构断面：可适当减少