動(dòng)態(tài)應(yīng)變的測(cè)量

動(dòng)態(tài)應(yīng)變的測(cè)量第1頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月產(chǎn)生動(dòng)態(tài)應(yīng)變的原因產(chǎn)生動(dòng)態(tài)應(yīng)變的原因可以是載荷隨時(shí)間的變動(dòng)，也可以因構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)。

第2頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月動(dòng)態(tài)應(yīng)變按時(shí)間變化的性質(zhì)可分為確定性和非確定性。應(yīng)變隨時(shí)間變化的規(guī)律能夠用數(shù)學(xué)關(guān)系式描述的稱確定性。確定性的動(dòng)態(tài)應(yīng)變，又分周期性和非周期性動(dòng)態(tài)應(yīng)變。非確定性動(dòng)態(tài)應(yīng)變也稱隨機(jī)性應(yīng)變。第3頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月周期性動(dòng)態(tài)應(yīng)變

一個(gè)復(fù)雜周期性應(yīng)變可用富里葉級(jí)數(shù)表示：一個(gè)復(fù)雜周期性應(yīng)變可看成由一個(gè)靜態(tài)分量和無(wú)限個(gè)諧波的余弦分量組成。第4頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月常應(yīng)變基頻波各諧波頻率之間存在最小公倍數(shù)第5頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月瞬變性應(yīng)變(沖擊)

StraintStraint由于機(jī)械碰撞或爆炸壓力在構(gòu)件上產(chǎn)生的應(yīng)變屬瞬態(tài)應(yīng)變，它是由于載荷的瞬時(shí)突變所產(chǎn)生的。瞬態(tài)應(yīng)變是不能用離散譜表示的，這種瞬態(tài)應(yīng)變只能用富里葉積分表示，因此其頻譜圖不能用離散譜表示，而是連續(xù)譜，它的諧波頻率是連續(xù)變化的，而且其高頻分量所占的比重可以相當(dāng)大，因而，在測(cè)試分析中要給以足夠重視。第6頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月研究方法確定性應(yīng)變選擇相應(yīng)頻率響應(yīng)的測(cè)試系統(tǒng)，真實(shí)記錄應(yīng)變變化歷程，進(jìn)行頻譜分析，確定各諧波的頻率與幅值隨機(jī)性應(yīng)變選擇頻率響應(yīng)范圍足夠?qū)挼臏y(cè)量記錄系統(tǒng)，進(jìn)行必要的大量重復(fù)實(shí)驗(yàn)，利用概率統(tǒng)計(jì)的方法來解決構(gòu)件的強(qiáng)度問題。第7頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

應(yīng)變片的動(dòng)態(tài)響應(yīng)

在靜態(tài)測(cè)量時(shí),通常認(rèn)為應(yīng)變片對(duì)結(jié)構(gòu)的響應(yīng)是立即的.用電阻應(yīng)變計(jì)測(cè)量動(dòng)態(tài)應(yīng)變時(shí)，要考慮構(gòu)件表面瞬時(shí)應(yīng)變與應(yīng)變計(jì)同一瞬時(shí)測(cè)得的應(yīng)變間的響應(yīng)關(guān)系。第8頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月原因結(jié)構(gòu)的應(yīng)變是通過應(yīng)變片的基底和膠層傳給應(yīng)變片的敏感柵的.

一般雖然在構(gòu)件應(yīng)變波傳遞到敏感柵的過程中會(huì)受到粘結(jié)劑層對(duì)應(yīng)變波中高次諧波的衰減作用，但因基底很薄，粘結(jié)劑層很薄(小于0.2mm)，敏感柵對(duì)應(yīng)變的響應(yīng)時(shí)間很短(約0.1us,通常應(yīng)力波的傳播速度為2000m/s)，因此,認(rèn)為是實(shí)時(shí)響應(yīng)。但是應(yīng)變片的敏感柵有一定長(zhǎng)度,因此只需考慮構(gòu)件應(yīng)變沿應(yīng)變計(jì)柵長(zhǎng)方向傳播時(shí)應(yīng)變計(jì)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)第9頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月設(shè)頻率為f的正弦應(yīng)變以速度V在構(gòu)件中沿應(yīng)變片柵長(zhǎng)方向傳播，在某時(shí)刻應(yīng)變沿構(gòu)件表面的分布如圖所示。用弧度代替長(zhǎng)度x：=2x/

為應(yīng)變波長(zhǎng)，＝V/f，令應(yīng)變片柵長(zhǎng)L相當(dāng)弧度角2

，有：2＝2L/速度v柵長(zhǎng)方向X()正弦應(yīng)變波頻率f某一時(shí)刻t的應(yīng)變分布應(yīng)變0tt(中點(diǎn))2(L)2()第10頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月設(shè)定時(shí)間t，應(yīng)變波沿構(gòu)件表面的分布為：()=0sin應(yīng)變片中點(diǎn)的應(yīng)變?yōu)椋簍=0sint第11頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月應(yīng)變片測(cè)得的應(yīng)變是柵長(zhǎng)2范圍內(nèi)的平均應(yīng)變a

，等于橫坐標(biāo)從（t-）到（t+）之間應(yīng)變波曲線之下的面積除以應(yīng)變片柵長(zhǎng)2

：平均應(yīng)變與應(yīng)變片中點(diǎn)應(yīng)變的相對(duì)誤差為：e=(t-a)/t=1-sin/=2/6例如L=5mmV=5000m/s(Steel)f=55000Hze=0.5%選擇應(yīng)變片標(biāo)距L的公式即為

第12頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)動(dòng)應(yīng)變測(cè)量需解決的問題波形分析、頻率和應(yīng)變大小的測(cè)定第13頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月0-10KHZ磁帶記錄儀0-5KHZ光線示波器頻譜分析儀動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)0-80HZ筆錄式記錄器儲(chǔ)存示波器動(dòng)態(tài)測(cè)量的儀器系統(tǒng)

靜動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀0-200HZ動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀0-10KHZ超動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀﹥200KHZ濾波器應(yīng)變片只需要測(cè)量動(dòng)態(tài)應(yīng)變?cè)谀骋活l帶中的諧波分量時(shí),選用相應(yīng)頻帶的帶通濾波器只需要測(cè)量低于某一頻率的諧波分量時(shí),選用相應(yīng)截至頻率的低通濾波器第14頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月動(dòng)態(tài)測(cè)量的標(biāo)定標(biāo)定的方法可分為：靜態(tài)標(biāo)定和動(dòng)態(tài)標(biāo)定1.靜態(tài)標(biāo)定1）電標(biāo)定:由標(biāo)定裝置（電路）產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)來模擬標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)變信號(hào)，然后傳輸給記錄設(shè)備。a）采用在測(cè)量電橋橋臂上并聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)電阻。注意這種標(biāo)定方法只能用于采用120Ω的應(yīng)變計(jì)。b）采用在測(cè)量電路之外設(shè)置標(biāo)定電路，并在橋臂上并聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)電阻的方法。可在測(cè)量時(shí)隨時(shí)標(biāo)定。2）機(jī)械標(biāo)定:由外部的機(jī)械裝置直接產(chǎn)生定值標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)變信號(hào)，并用記錄設(shè)備進(jìn)行記錄。這種方法精度高，但設(shè)備和操作都較復(fù)雜，且不能隨時(shí)標(biāo)定。2.動(dòng)態(tài)標(biāo)定測(cè)量頻率較高時(shí)，最好采用動(dòng)標(biāo)定。由外部設(shè)備的某點(diǎn)產(chǎn)生于被測(cè)信號(hào)頻率接近的已知標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。第15頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)量中的干擾與防干擾措施干擾的分類及特點(diǎn)1、電磁干擾①工頻干擾；②無(wú)線電干擾2、靜電干擾3、地電壓、地電流的干擾4、測(cè)量?jī)x器之間的干擾抑制干擾的措施第16頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月與靜態(tài)相比,動(dòng)態(tài)測(cè)量的特點(diǎn)基本原理相同粘貼技術(shù)/溫度補(bǔ)償/防潮處理/對(duì)導(dǎo)線的處理和接橋方法相同構(gòu)造與記錄不同:動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀是多通道,每一通道獨(dú)立.動(dòng)態(tài)測(cè)量?jī)x器的選用,應(yīng)根據(jù)被測(cè)信號(hào)的類型/特點(diǎn)/測(cè)量要求除爆炸/高速?zèng)_擊外,對(duì)于10KHZ以下的動(dòng)應(yīng)變,可以采用動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀需要標(biāo)定第17頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月動(dòng)態(tài)應(yīng)變波形圖與分析

第18頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)量的結(jié)果是記錄應(yīng)變波，圖上有應(yīng)變幅值和時(shí)間的比例標(biāo)記，波形圖上幅高h(yuǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)變值，H取記錄前后標(biāo)定的平均值，對(duì)于正、負(fù)幅標(biāo)不等的情況，則對(duì)正應(yīng)變?nèi)≌鶚?biāo)，負(fù)應(yīng)變?nèi)∝?fù)幅標(biāo)。

正標(biāo)定負(fù)標(biāo)定第19頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.零線的修正在記錄時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，零線有漂移時(shí)，需要修正。2.應(yīng)變測(cè)量值的修正若標(biāo)定采用電標(biāo)定方法時(shí)，它一般是以K=2為準(zhǔn)的。與靜態(tài)修正一樣，ε實(shí)=2/K實(shí)ε讀對(duì)于用外部設(shè)備機(jī)械標(biāo)定的，則不需要再修正。第20頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月動(dòng)態(tài)應(yīng)變的數(shù)據(jù)分析1周期應(yīng)變信號(hào)根據(jù)波形圖除前述確定幅值，和頻率f1外，還需計(jì)算其頻譜2，瞬變性應(yīng)變信號(hào)瞬變性應(yīng)變信號(hào)屬于非周期性應(yīng)變信號(hào)，其時(shí)間歷程不能展開成上述傅里葉級(jí)數(shù)形式，但是可以把它看成周期T趨近于無(wú)窮大時(shí)的周期信號(hào)，并且由此可得到傅里葉積分的形式.關(guān)于動(dòng)態(tài)信號(hào)的分析