应变电测技术在产品结构强度设计中的应用

第第页应变电测技术在产品结构强度设计中的应用在进行产品结构强度设计时，由于结构形状和实际载荷条件的多而杂性，采用常规的力学理论很难进行准确合理的计算分析。近年来，有限元分析技术在产品设计工作中得到了广泛的应用，但其本钱特别高，又不能满足要求。由于假设的简化条件与实际情况有出入，特别是对铸造件，其内部不行避开存在气孔、缩松等缺陷，料子的连续性遭到破坏，应力分布与理想状态相差甚远，如仍用有限元分析计算会产生较大的误差；因此，用试验方法验证设计计算结果特别必需。应变电测技术是一种较好的试验验证方法，它利用金属料子在受力时产生弹性变形的特性，采用电阻应变片作为传感元件，将产品表面应变转换成电阻的相对变动，然后用应变测量仪将电阻再转换成电压或电流变动，经放大、检波、测量、记录，最终将应改换算为直观的应力。应变电测技术典型应用案例一组合承力索座是某公司研制的新产品，材质为ZG270—500、由于它的结构、受力状态多而杂，同时铸造工艺易形成内部缺陷，很难进行有限元分析，采用应变电测技术进行设计验证的情况简要如下：首先依据经验在组合承力索座不安全断面上选取测点，并在受力方向明确的测点上，粘贴应变片；对受力方向不明确的测点，粘贴应变花。共布置了8枚应变花和4枚应变片。然后模拟产品的实际工况进行安装和施加载荷，测量不同状态下各点的应变大小，最终进行计算，将应变转换为应力。应力应变测试结果表明，盖板上不安全部位的实际应力值超出了允许应力。设计人员依据测试数据重新设计，加大了相关部位尺寸厚度，同时加大圆弧过渡外半径，避开应力集中。重新进行应力应变测试，结果合格。从而大大缩短了组合承力索座研制周期，确保了使用安全。案例二某公司使用的铜合金套管铰环发生质量事故后，全线三万多套需要全部更换，可供选择的替代产品有锻钢96式和锻钢9。2式。这两种型式进行有限元分析都合格，并有本身的优势。到底选用哪一个是个有争议的问题。为了用数据验证，对这两种产品分别进行了应力应变测试。依据铜质实际断裂部位及有限元分析计算结果，应力不安全部位在抱箍与连接平板过渡处。为此，在两种抱箍上布置了9枚应变花，另外在每个U型螺栓上也布置了5枚应变片。测试结果表明，96式产品各别不安全部位的应力值接近允许应力值，与有限元分析结果相差较大；9。2式产品的安全裕度更大，应力值普遍比96式产品的小，与有限元分析结果相近，从而科学决策供应了技术依据。案例三定位夹环是某城市地铁使用的一种新产品，其结构小巧轻巧，由于壁厚只有3mm，看起来很薄，业主有些挂念质量问题。后通过应力测试技术的验证，结果合格。应用中应注意的问题测试部位的选择测试的重要目的是检验产品的*孱弱部位是否合格，若测试部位选择欠妥，有可能得出差错误的结论。一般是利用有限元分析结果并结合实际经验进行选择。粘贴应变片应变片粘贴水平的高处与低处直接决议整个测试的成败。产品表面打磨的不足平、清洗不干净、粘剂太多或太少、压紧力不均匀、压紧时间不足等，都可能造成应变片与产品粘贴不好而在测试过程中开脱，导致失败，必需特别注意。常量E、μ值的选用常量E、μ值一般设计手册中都可以查到，作为一般测试，可以直接利用。但料子经过各种工艺加工后，性能有时会有较大的变动。因此，在进行准确地测试时，建议首先测量产出品的实际E、μ值。结论应变电测技术具有测量精度高、灵敏度高、数据稳定、测量技术简单、测量范围大等优点，用于产品开发设计方面具