如何大限度地提高應變片的疲勞壽命

電阻應變片的疲勞壽命是一個經(jīng)常被誤解的話題。一些客戶經(jīng)常會問“應變片的大疲勞壽命是多少,？”、”大振幅下，應變片能承受多少次加載周期,？“以及材料越來越堅固（復合材料）,，我們需要耐久性更高的應變片等。

電阻應變片是一種久經(jīng)驗證的傳感器技術,，可用于多種應用測試,，如靜載荷、構(gòu)件和全尺寸疲勞測試等,。通過測試來改進材料或設計,，提高重量強度比，滿足未來的需求,。

在這些試驗中,，材料需要作為部件或完整產(chǎn)品在試驗機中進行試驗，或在移動試驗中模擬應力情況,，以確保不會發(fā)生故障,。

耐久性試驗過程中應變片的意外失效會導致大量的額外工作和成本。因此在此類測試中,，知道應變片能承受多少次循環(huán)加載,，以及能達到什么精度是非常重要的。

其中一個制約因素是電阻箔式應變片使用的材料,。箔式應變片主要測試部件是金屬柵絲,。金屬柵絲在加載過程中會產(chǎn)生變形，并導致電阻產(chǎn)生變化,。應變片電阻的變化可通過惠斯通電橋轉(zhuǎn)換為電壓變化,。

常用的電阻應變片測量柵絲是康銅或鉻鎳合金（modco）?？点~和鉻鎳合金與其他鋼鋁等金屬材料有著相似之處,，具有彈性和塑性變形區(qū)。下圖顯示了鋼在應力和應變下的變形情況,。

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如果材料只在線性彈性區(qū)受力,，則材料的變形是可逆的。對材料施加過屈服限的應力會使材料發(fā)生塑性變形,。當達到該區(qū)域的特定應力值時,，在外部載荷后，材料不會恢復到初始狀態(tài)——材料發(fā)生不可逆變形,。這種典型的材料變形狀況同樣也存在于應變片金屬材料上,！

不幸的是，屈服點/彈性限不能擴展,，這也是電阻應變片疲勞壽命受到限制的原因之一,。

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箔式應變片的疲勞壽命取決于其受到的應力,。應變片在線性彈性區(qū)受力，材料的變形是可逆的,，較低的振幅必然會增加疲勞壽命,。更高的振幅，過特定的限會導致應變片失效,。?

靜載荷試驗（2）中,，應變片在單個方向上使用 (拉或壓)，如果過限定值,，在塑性變形區(qū)其依然會提供了一個的測量值,。電阻應變片的大值在PDF參數(shù)表中被規(guī)定為應變。拉向和壓向值分別規(guī)定,。對于這些試驗,，HBM的箔式應變片可測量1%到10%的高應變。?

大允許值也在應變片參數(shù)表中為疲勞壽命,。疲勞壽命意味著大允許振幅取決于負載循環(huán)和信號零點漂移公差,。

一個加載循環(huán)對應規(guī)定振幅下的1x拉伸和1x壓縮。

應變

靜應變是指應變片在使用壽命內(nèi)只能在單個方向進行一次加載規(guī)定的應變,。當過規(guī)定限值時,，應變片可能產(chǎn)生損壞。

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在較高振幅（>4000μm/m）下使用電阻應變片進行的測量顯示,，在信號出現(xiàn)明顯的零點漂移之前,，負載循環(huán)周期會出現(xiàn)大幅下降,。例如,，使用M系列應變片進行+5200μm/m膨脹負荷試驗，循環(huán)加載周期將減少到1000次,。在+7000μm/m下加載周期將縮短至100,。

對于測試要求較高的負載振幅，我們建議使用光纖應變片,。

如何大化應變片的疲勞壽命?

1. 減少焊錫點面積和焊料使用量

當向材料施加靜載荷或動載荷時,，材料的剛性區(qū)域是破壞的關鍵點。專業(yè)焊接,，盡可能減少焊接點上的焊料,，降低剛度，增加疲勞壽命,。

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2. 與應變方向成90°角焊接電纜

將焊點的接觸面減至小,，可提高其疲勞壽命。

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3. 使用柔軟的導線材料/導線,。

 連接電纜是機械系統(tǒng)的一部分,。使用大直徑的剛性電纜會增加局部剛度,。使用細直徑的柔軟電纜可以降低剛度。

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?4. 使用帶外部焊接端的應變計

帶引線的應變片具有高的靈活性,。

5. 避免使用保護層

如果要達到大疲勞壽命,，也應避免使用保護層。由于它們與應變片相互作用,，在特定點增加應力,。

6. 使用較大的測量柵絲 

較大的測量柵絲可提高疲勞壽命（例如，使用6毫米柵絲而不是3毫米柵絲）,。

7. 確保高質(zhì)量的粘合

使用薄粘合劑

???8. 使用封裝應變片?

?9. 疲勞壽命應變片?