動態(tài)應變的測量

動態(tài)應變的測量第1頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月產(chǎn)生動態(tài)應變的原因產(chǎn)生動態(tài)應變的原因可以是載荷隨時間的變動，也可以因構(gòu)件的運動。

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

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

StraintStraint由于機械碰撞或爆炸壓力在構(gòu)件上產(chǎn)生的應變屬瞬態(tài)應變，它是由于載荷的瞬時突變所產(chǎn)生的。瞬態(tài)應變是不能用離散譜表示的，這種瞬態(tài)應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大，因而，在測試分析中要給以足夠重視。第6頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月研究方法確定性應變選擇相應頻率響應的測試系統(tǒng)，真實記錄應變變化歷程，進行頻譜分析，確定各諧波的頻率與幅值隨機性應變選擇頻率響應范圍足夠?qū)挼臏y量記錄系統(tǒng)，進行必要的大量重復實驗，利用概率統(tǒng)計的方法來解決構(gòu)件的強度問題。第7頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月

應變片的動態(tài)響應

在靜態(tài)測量時,通常認為應變片對結(jié)構(gòu)的響應是立即的.用電阻應變計測量動態(tài)應變時，要考慮構(gòu)件表面瞬時應變與應變計同一瞬時測得的應變間的響應關(guān)系。第8頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月原因結(jié)構(gòu)的應變是通過應變片的基底和膠層傳給應變片的敏感柵的.

一般雖然在構(gòu)件應變波傳遞到敏感柵的過程中會受到粘結(jié)劑層對應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)，敏感柵對應變的響應時間很短(約0.1us,通常應力波的傳播速度為2000m/s)，因此,認為是實時響應。但是應變片的敏感柵有一定長度,因此只需考慮構(gòu)件應變沿應變計柵長方向傳播時應變計的動態(tài)響應第9頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月設頻率為f的正弦應變以速度V在構(gòu)件中沿應變片柵長方向傳播，在某時刻應變沿構(gòu)件表面的分布如圖所示。用弧度代替長度x：=2x/

為應變波長，＝V/f，令應變片柵長L相當弧度角2

，有：2＝2L/速度v柵長方向X()正弦應變波頻率f某一時刻t的應變分布應變0tt(中點)2(L)2()第10頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月設定時間t，應變波沿構(gòu)件表面的分布為：()=0sin應變片中點的應變?yōu)椋簍=0sint第11頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月應變片測得的應變是柵長2范圍內(nèi)的平均應變a

，等于橫坐標從（t-）到（t+）之間應變波曲線之下的面積除以應變片柵長2

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

第12頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月動態(tài)應變測量系統(tǒng)動應變測量需解決的問題波形分析、頻率和應變大小的測定第13頁，課件共22頁，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態(tài)數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)0-80HZ筆錄式記錄器儲存示波器動態(tài)測量的儀器系統(tǒng)

靜動態(tài)應變儀0-200HZ動態(tài)應變儀0-10KHZ超動態(tài)應變儀﹥200KHZ濾波器應變片只需要測量動態(tài)應變在某一頻帶中的諧波分量時,選用相應頻帶的帶通濾波器只需要測量低于某一頻率的諧波分量時,選用相應截至頻率的低通濾波器第14頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月動態(tài)測量的標定標定的方法可分為：靜態(tài)標定和動態(tài)標定1.靜態(tài)標定1）電標定:由標定裝置（電路）產(chǎn)生標準電信號來模擬標準應變信號，然后傳輸給記錄設備。a）采用在測量電橋橋臂上并聯(lián)標準電阻。注意這種標定方法只能用于采用120Ω的應變計。b）采用在測量電路之外設置標定電路，并在橋臂上并聯(lián)標準電阻的方法?？稍跍y量時隨時標定。2）機械標定:由外部的機械裝置直接產(chǎn)生定值標準應變信號，并用記錄設備進行記錄。這種方法精度高，但設備和操作都較復雜，且不能隨時標定。2.動態(tài)標定測量頻率較高時，最好采用動標定。由外部設備的某點產(chǎn)生于被測信號頻率接近的已知標準信號。第15頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月動態(tài)應變測量中的干擾與防干擾措施干擾的分類及特點1、電磁干擾①工頻干擾；②無線電干擾2、靜電干擾3、地電壓、地電流的干擾4、測量儀器之間的干擾抑制干擾的措施第16頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月與靜態(tài)相比,動態(tài)測量的特點基本原理相同粘貼技術(shù)/溫度補償/防潮處理/對導線的處理和接橋方法相同構(gòu)造與記錄不同:動態(tài)應變儀是多通道,每一通道獨立.動態(tài)測量儀器的選用,應根據(jù)被測信號的類型/特點/測量要求除爆炸/高速沖擊外,對于10KHZ以下的動應變,可以采用動態(tài)電阻應變儀需要標定第17頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月動態(tài)應變波形圖與分析

第18頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月動態(tài)應變測量的結(jié)果是記錄應變波，圖上有應變幅值和時間的比例標記，波形圖上幅高h對應的應變值，H取記錄前后標定的平均值，對于正、負幅標不等的情況，則對正應變?nèi)≌鶚?，負應變?nèi)∝摲鶚恕?/p>

正標定負標定第19頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月1.零線的修正在記錄時間較長時，零線有漂移時，需要修正。2.應變測量值的修正若標定采用電標定方法時，它一般是以K=2為準的。與靜態(tài)修正一樣，ε實=2/K實ε讀對于用外部設備機械標定的，則不需要再修正。第20頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月動態(tài)應變的數(shù)據(jù)分析1周期應變信號根據(jù)波形圖除前述確定幅值，和頻率f1外，還需計算其頻譜2，瞬變性應變信號瞬變性應變信號屬于非周期性應變信號，其時間歷程不能展開成上述傅里葉級數(shù)形式，但是可以把它看成周期T趨近于無窮大時的周期信號，并且由此可得到傅里葉積分的形式.關(guān)于動態(tài)信號的分析