Bài giảng môn Thí nghiệm công trình: Chương 3 - ThS. Hoàng Anh Tuấn

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:15

Thêm vào BST

Báo xấu

8
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Thí nghiệm công trình - Chương 3: Các thiết bị và phương pháp đo lực và biến dạng, cung cấp cho người học những kiến thức như Yêu cầu và nhiệm vụ của thiết bị; các phương pháp khảo sát; các thiết bị đo điểm rời rạc. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng môn Thí nghiệm công trình: Chương 3 - ThS. Hoàng Anh Tuấn

ĐẠI HỌC QUỐC GIA – HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG Bộ môn Công trình THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH Thời lượng : 30 tiết GVHD : ThS. Hoàng Anh Tuấn E-mail : hoanganhtuan@hcmut.edu.vn Edition: 23814 | Ver: 6.0.0
2 THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH T h S. H o à n g A n h T u ấ n Các thiết bị và phương pháp đo lực và biến dạng
3 THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH T h S. H o à n g A n h T u ấ n 3.1. Yêu cầu và nhiệm vụ của thiết bị Gọn nhẹ Dễ thao tác, ổn định và an toàn Độ nhạy cao, chính xác cần thiết (0.01mm - 10μm) Yêu cầu Có thang độ đo rộng và dễ đọc Không quá nhạy cảm với môi trường ngoài (nhiệt độ, tiếng ồn, nhiễu từ) Đo được trực tiếp, hạn chế chuyển đổi
4 THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH T h S. H o à n g A n h T u ấ n 3.1. Yêu cầu và nhiệm vụ của thiết bị ✓ Đo lực, áp suất: Lực kế lò xo, lực kế cảm biến (loadcell), áp suất kế cảm biến (pressure cell), …
5 THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH T h S. H o à n g A n h T u ấ n 3.1. Yêu cầu và nhiệm vụ của thiết bị ✓ Đo chuyển vị thẳng và độ giãn dài: Thước cặp, đồng hồ đo độ võng (deflection dial gages), extensometer (video-extensometer, laser-extensometer),
6 THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH T h S. H o à n g A n h T u ấ n 3.1. Yêu cầu và nhiệm vụ của thiết bị ✓ Đo biến dạng tương đối ε: Tensometer cơ học, quang học, cảm biến điện trở (strain gages), extensometer (video-extensometer, laser-extensometer),
7 THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH T h S. H o à n g A n h T u ấ n 3.2. Các phương pháp khảo sát o Quang đàn hồi, sơn phủ dòn, vân giao thoa,… Liên o Thường dùng khi khảo sát trên đối tượng mô hình hoá. tục o Cho biết ngay qui luật phân bố - trên cả vùng khảo sát. o Chỉ xác định gián tiếp các giá trị thực bằng biến đổi trung gian, chuyển đổi mô hình hoá, so sánh với giá trị chuẩn. Rời o Các thiết bị đo cấu tạo theo nguyên lý cơ học, điện học, quang học, âm học… rạc o Cho biết ngay giá trị  thực tại từng điểm riêng lẻ trên đối tượng. o Cần số lượng điểm đo nhiều để khảo sát qui luật phân bố toàn vùng. Nguyên tắc lựa chọn thiết bị đo: ✓ Hình thái các yếu tố tải trọng bên ngoài. ✓ Cấu tạo và tính chất của vật liệu trong đối tượng. ✓ Đặc điểm trạng thái - của đối tượng. ✓ Các yếu tố ảnh hưởng của môi trường chung quanh.
8 THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH T h S. H o à n g A n h T u ấ n 3.1.3. Các thiết bị đo điểm rời rạc ❑ Đồng hồ đo chuyển vị lớn: đo độ võng công trình. ❑ Đồng hồ đo chuyển vị bé: đo biến dạng tương đối. ❑ Tensometer cơ học, quang học, âm học: đo biến dạng  tĩnh của kết cấu công trình. ❑ Tensometer cảm biến điện trở (strain gage – SG): ✓ Đo được biến dạng  nhỏ đến 10-6 ✓ Đo được biến dạng  lớn khi VL làm việc ngoài đàn hồi. ✓ Đo biến dạng  của tải tĩnh, động, xung kích, vùng tập trung  ✓ Đo biến dạng  ở môi trường khắc nghiệt (T cao, P cao, …) ✓ Đo biến dạng  theo nhiều phương (SG rosette). ✓ Chuẩn đo rộng, trọng lượng bé, độ chính xác cao. ✓ Có thể đo nhiều điểm trong cùng một thời gian. ✓ Đo được nhiều tham số cơ học: lực, chuyển vị, biến dạng,…
9 THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH T h S. H o à n g A n h T u ấ n 3.3. Các thiết bị đo điểm rời rạc Đồng hồ đo chuyển vị bé (dial micrometer) Cấu tạo đồng hồ đo chuyển vị bé a) Hình dạng b) Cấu tạo • Kim dài (5) quay trên mặt đồng hồ có 100 khoảng chia, mỗi vạch tương ứng 0.01 mm chuyển vị thẳng. • Kim ngắn (7) quay trên vòng chia độ có 10-50 vạch, mỗi vạch tương ứng 1 mm chuyển vị thẳng.
10 THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH T h S. H o à n g A n h T u ấ n 3.3. Các thiết bị đo điểm rời rạc Cảm biến điện trở đo biến dạng (strain gage) (Caàu ño Wheatstone) R3 R2 Rg R1 (Strain-gage) (Ví duï: P-3500) Sơ đồ cấu tạo cảm biến điện trở ❑ Rg = 120 hay 350 cho phân tích ứng suất ❑ Hệ số cảm biến GF = (R/R) / (L/L) = (R/R)/  2.0  g = (Rg/Rg) / GF (đơn vị ) ❑ Do Rg/Rg < 1.5 % dùng cầu đo Wheatstone (R1R3 = R2Rg) để tính Rg/Rg
11 THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH T h S. H o à n g A n h T u ấ n 3.3. Các thiết bị đo điểm rời rạc Các sơ đồ cầu Wheatstone đo biến dạng (dummy) ¼ cầu Keùo: Rg > 0, Neùn Rg < 0 1/4 caàu duøng phoå bieán trong ño bieán daïng tónh ½ cầu Toàn cầu Toaøn caàu ñoä nhaïy toát nhaát
12 THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH T h S. H o à n g A n h T u ấ n 3.3. Các thiết bị đo điểm rời rạc Tóm tắt nguyên lý hoặt động của Cảm biến điện trở và cầu đo Wheatstone
13 THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH T h S. H o à n g A n h T u ấ n 3.3. Các thiết bị đo điểm rời rạc Thiết bị đo biến dạng P-3500 và bộ chuyển đổi kênh SB-10 i SG-1 SG-2 SG-3 SG-4 SG-5
14 THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH T h S. H o à n g A n h T u ấ n 3.3. Các thiết bị đo điểm rời rạc Lắp đặt cảm biến điện trở đo biến dạng Caûm bieán Daây dẫn Tấm noái Đo biến dạng dọc trục Đo biến dạng xoắn Đo biến dạng uốn
15 THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH T h S. H o à n g A n h T u ấ n 3.3. Các thiết bị đo điểm rời rạc Nguyên tắc cơ bản chọn cảm biến điện trở (SG) Phạm vi áp dụng Loại cảm biến điện trở (SG) Vùng có  phức tạp có độ cứng theo phương ngang lớn Vùng đo BD chật hẹp có nhiều phần tử và chuẩn đo nhỏ VL có bề mặt nhám (bê tông) có lớp nền dày 100-150 mm VL có bề mặt nhẳn (thép) có lớp nền mỏng dày 40-60 mm VL hỗn hợp nhiều thành phần (bê tông) có chuẩn đo lớn VL cấu tạo tinh thể, độ đồng nhất cao (thép) có chuẩn đo nhỏ VL có Ebd < 10000 kG/cm2 có số dây ít và mảnh