應(yīng)變測量基礎(chǔ) | 什么是實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析

來源：深圳市樂買宜電子有限公司 2022年12月27日 17:09

什么是實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析?

實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析（Experimental Stress Analysis, ESA）是對(duì)材料的機(jī)械應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行分析的一種方法,，一般采用應(yīng)變片進(jìn)行測量和分析,。通過如下介紹，您可以了解現(xiàn)有應(yīng)力類別,，它們的來源和狀態(tài),，以及如何通過測量的應(yīng)變來確定應(yīng)力。

機(jī)械應(yīng)力測定

應(yīng)力定義為材料在外力作用下的物理響應(yīng)（變形）,。它通常是由施加的力（機(jī)械應(yīng)力）導(dǎo)致材料變形的結(jié)果,，但也經(jīng)常受到材料或更大系統(tǒng)內(nèi)的力影響。

應(yīng)力細(xì)分如下:

類型：正應(yīng)力和剪切應(yīng)力
來源：拉伸,、壓縮,、彎曲,、扭轉(zhuǎn)、殘余應(yīng)力和熱應(yīng)力
狀態(tài)：單軸,、雙軸,、三軸或立體空間

根據(jù)來源定義應(yīng)力

彎曲應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力以及拉向應(yīng)力（正）和壓向應(yīng)力（負(fù)）等都是以其來源命名的,，其它來源還包括：

殘余應(yīng)力——殘余應(yīng)力 (或固有應(yīng)力) 由力內(nèi)部效應(yīng)產(chǎn)生的,。例如，熱處理件在淬火過程中體積的不均勻變化,，金屬鑄造或塑料制品注塑的不均勻冷卻,，以及焊接或鍛造件的機(jī)械加工等。簡單地來說,，這些都是由于其自身內(nèi)部重量不均造成的,。

熱應(yīng)力——熱應(yīng)力是發(fā)生在系統(tǒng)中的一種殘余應(yīng)力，其大部分是由于不同熱膨脹的部件連接在一起,，防止了材料自由熱膨脹導(dǎo)致的,，也可能是不均勻加熱的結(jié)果。

殘余應(yīng)力和熱應(yīng)力對(duì)材料的影響與加載應(yīng)力相似,，其降低了材料的承載能力,。因此，只有對(duì)殘余應(yīng)力進(jìn)行定量和定性分析,，才能充分確定結(jié)構(gòu)件操作是否安全的問題,。在殘余應(yīng)力分析時(shí)，只有將這些應(yīng)力“釋放”,，才能測定這些應(yīng)力,，并測量材料在非應(yīng)力狀態(tài)下的彈性松弛程度。應(yīng)力的釋放可以通過多種方式進(jìn)行,，如鉆孔法或環(huán)芯法等,。

基于狀態(tài)定義應(yīng)力

應(yīng)力狀態(tài)細(xì)分如下:

單軸應(yīng)力狀態(tài)：僅在拉伸和壓縮過程中發(fā)生。
雙軸或平面應(yīng)力狀態(tài)：如果應(yīng)力發(fā)生在相互垂直的兩個(gè)軸上,，就會(huì)發(fā)生這種情況,。作用于同一平面但角度不同的力的有效方向可能不同。然而,，它們總是可以進(jìn)行正交分解,。
三軸或三維應(yīng)力狀態(tài)：如果力作用在立體空間中，則會(huì)出現(xiàn)這種情況,。與平面應(yīng)力狀態(tài)相似,，三軸應(yīng)力可分解在三個(gè)相互垂直的主軸上。

應(yīng)變測量是有一定局限性的,，因?yàn)槠浒惭b黏貼在結(jié)構(gòu)件的可接觸表面上并進(jìn)行測量，因此只能提供部件表面應(yīng)力狀態(tài)的信息。單軸和平面應(yīng)力狀態(tài)相對(duì)簡單,，通過應(yīng)變測量技術(shù)即可完成,。三維應(yīng)力狀態(tài)則存在問題，因?yàn)橥ǔo法沿第三軸（發(fā)生在物體內(nèi)部）獲得所需的測量值,。然而,，受外力作用的三維物體，最大應(yīng)力一般都發(fā)生在表面（例外：赫茲效應(yīng)問題）,。通常來說,，工程師僅對(duì)最大應(yīng)力感興趣，進(jìn)行表面應(yīng)力測定就足夠了,，內(nèi)部狀況的重要性較小,。

如果應(yīng)變可以沿第三軸測量，即物體深度,，三維應(yīng)力狀態(tài)則可用應(yīng)變測量來分析,。例如，將應(yīng)變片鑄入到塑料件中,。這也可能用于土木工程領(lǐng)域,，在澆筑過程中將應(yīng)變測量設(shè)備嵌入混凝土中。

通過應(yīng)變測量來確定應(yīng)力

機(jī)械應(yīng)力無法直接測量,。X射線技術(shù)是個(gè)例外,，在這種技術(shù)中，微觀范圍內(nèi)的材料應(yīng)力可以通過晶體晶格結(jié)構(gòu)的變形來測定,，即通過原子分離的相對(duì)變化來測定,。該過程僅限于被測物體表面5到15μm深度。

應(yīng)力計(jì)算可根據(jù)材料強(qiáng)度理論進(jìn)行計(jì)算,，也可采用應(yīng)變片進(jìn)行測量,。后一種方法基于胡克定律。機(jī)械應(yīng)力可由受力F與受力材料橫截面積A的商表示：

機(jī)械應(yīng)力.jpg

相關(guān)產(chǎn)品

免責(zé)聲明

凡本網(wǎng)注明“來源：化工儀器網(wǎng)”的所有作品,，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品,，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用上述作品,。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的,，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來源：化工儀器網(wǎng)”,。違反上述聲明者,，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。
本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來源（非化工儀器網(wǎng)）的作品,，目的在于傳遞更多信息,，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé),，不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體,、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí),，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任,。
如涉及作品內(nèi)容,、版權(quán)等問題，請?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系,，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利,。

應(yīng)變測量基礎(chǔ) | 什么是實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析

免責(zé)聲明

聯(lián)系我們

關(guān)注我們