Đo lực và ứng suất, chương 1

Chia sẻ: Nguyen Van Dau | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

106
lượt xem 13
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Khi đặt một lực vào vật thể, vật thể bị thay đổi hình dạng. Trong trường hợp tổng quát, sự thay đổi này gọi là biến dạng. Ở đây chúng ta hiểu biến dạng như là sự thay đổi hình dạng trên 1 đơn vị dài hay là độ thay đổi chiều dài tương đối. Cùng với sự phát triển của kỹ thuật điện tử, kỹ thuật đầu dò, đặc biệt từ những năm 1970, người ta đã chế tạo ra rất nhiều dụng cụ đo biến dạng dựa trên các nguyên lý cơ khí, quang, điện âm thanh...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Đo lực và ứng suất, chương 1

CHÖÔNG I CAÙC PHÖÔNG PHAÙP ÑO BIEÁN DAÏNG I. KHAÙI NIEÄM VEÀ BIEÁN DAÏNG: Khi ñaët moät löïc vaøo vaät theå, vaät theå bò thay ñoåi hình daïng. Trong tröôøng hôïp toång quaùt, söï thay ñoåi naøy goïi laø bieán daïng. ÔÛ ñaây chuùng ta hieåu bieán daïng nhö laø söï thay ñoåi hình daïng treân 1 ñôn vò daøi hay laø ñoä thay ñoåi chieàu daøi töông ñoái. II. CAÙC PHÖÔNG PHAÙP ÑO BIEÁN DAÏNG: Cuøng vôùi söï phaùt trieån cuûa kyõ thuaät ñieän töû, kyõ thuaät ñaàu doø, ñaëc bieät töø nhöõng naêm 1970, ngöôøi ta ñaõ cheá taïo ra raát nhieàu duïng cuï ño bieán daïng döïa treân caùc nguyeân lyù cô khí, quang, ñieän aâm thanh vaø nguyeân lyù khí neùn... Tuy nhieân khoâng coù moät nguyeân lyù naøo coù theå thoûa maõn moïi yeâu caàu kyõ thuaät ñaët ra. Do ñoù coù raát nhieàu heä thoáng ño khaùc nhau ñeå ñaùp öùng moïi yeâu caàu ño trong phaïm vi giaûi quyeát nhöõng vaán ñeà khaùc nhau, sau ñaây laø caùc phöông phaùp ño: 1. Phöông phaùp cô khí: Phöông phaùp cô khí ño bieán daïng ngaøy nay ít ñöôïc söû duïng, bôûi vì ño bieán daïng baèng ñieän trôû chính xaùc hôn vaø deã söû duïng. Tuy nhieân, duïng cuï ño cô khí ñöôïc goïi laø Extensometer vaãn coøn ñöôïc söû duïng roäng raõi trong heä thoáng kieåm tra vaät lieäu. 2. Phöông phaùp aâm thanh: Phöông phaùp aâm thanh ño bieán daïng hieän nay haàu heát ñöôïc thay ñoåi baèng phöông phaùp ño ñieän. Phöông phaùp ño bieán daïng baèng aâm thanh coù neùt ñoäc ñaùo rieâng, oån ñònh khoâng maát ñoä chính xaùc theo thôøi gian. Phöông phaùp ño bieán daïng baèng aâm
thanh vaãn ñöôïc söû duïng döïa treân nguyeân lyù do oâng R.S.Jerrett saùng cheá vaøo naêm 1944. 3. Phöông phaùp bieán daïng baèng ñieän trôû: Phöông phaùp ño bieán daïng baèng ñieän trôû naøy ñöôïc xem laø hoaøn haûo nhaát, chæ tröø moät soá tröôøng hôïp ñaïêc bieät phöông phaùp naøy khoâng söû duïng ñöôïc. Phöông phaùp naøy ñöôïc xem laø phoå bieán nhaát hieän nay döïa treân nguyeân lyù do oâng Kelvin phaùt hieän naêm 1856. 4. Phöông phaùp ño bieán daïng baèng chaát baùn daãn: Öu ñieåm coù ñoä nhaïy cao nhöng giaù thaønh laïi cao. Phaïm vi ño chòu aûnh höôûng nhieàu veà yeáu toá nhieät ñoä. Phöông phaùp naøy duøng ñeå ño bieán daïng raát nhoû vì noù cöïc nhaïy (vôùi ñieàu kieän nhieät ñoä oån ñònh) song raát ít söû duïng. 5. Phöông phaùp ño bieán daïng baèng phöông phaùp löôùi: Phöông phaùp naøy coù töø laâu ñôøi, ñaët löôùi leân maãu thöû chuïp hình tröôùc vaø sau khi ñaït taûi troïng, löôùi seõ bò bieán daïng. Phöông phaùp naøy coù ñieåm khoù khaên laø caùc bieán daïng thöôøng nhoû do ñoù haàu heát caùc tröôøng hôïp söï dòch chuyeån caùc maét löôùi khoâng baûo ñaûm tính chính xaùc. Ñeå söû duïng phöông phaùp bieán daïng ñuû lôùn (cho chaát deûo cao su) raát hieäu quaû. 6. Phöông phaùp taïo maãu Hickson (phöông phaùp löôùi): Ñaët tôø giaáy nhaùm leân vaät maãu keùo theo 2 phöông ñeå taïo veát traày. Ñeå ño bieán daïng treân maãu thöû raát khoù neân ngöôøi ta laáy taám hôïp kim moûng daùn leân choã traày, ñeå in leân taám phim ñoù, thay vì ño vaät maãu ngöôøi ta ño veát traày leân taám phim.
Trong suoát 50 naêm qua phöông phaùp ño bieán daïng baèng ñieän trôû ñaõ ñöôïc söû duïng roäng raõi vì söï ñôn giaûn cuõng nhö keát quaû ñaùng tin caäy cuûa chuùng. Do ñoù trong ñeà taøi naøy nhoùm sinh vieân thöïc hieän ño bieán daïng baèng ñieän trôû. III. ÑO BIEÁN DAÏNG BAÈNG STRAIN GAGE: Mieáng ño bieán daïng (strain - gage) laø moät caáu kieän ñieän trôû ñöôïc duøng ñeå daùn leân moät boä phaän bieán daïng. Möùc bieán daïng cuûa boä phaän thoâng qua lôùp keo ñöôïc truyeàn sang mieáng ño. Mieáng ño nhö vaäy phaûi chòu moät söï bieán ñoäng tyû leä vôùi ñieän trôû cuûa noù. Strain Gage (SG-mieáng ño bieán daïng) laø moät trong nhöõng coâng cuï quan troïng cuûa kyõ thuaät ño löôøng ñieän töû ñöôïc aùp duïng ño caùc ñaïi löôïng cô hoïc. Ñuùng nhö teân goïi, noù ñöôïc söû duïng ñeå ño bieán daïng. Bieán daïng cuûa moät vaät theå ñöôïc gaây ra bôûi taùc nhaân beân ngoaøi hoaëc beân trong, laøm sinh ra öùng suaát. Do vaäy trong phaân tích öùng suaát thöïc nghieäm ngöôøi ta söû duïng roäng raõi phöông phaùp xaùc ñònh bieán daïng. Caùc thieát bò bieán daïng cho ñeán nay ñaõ ñöôïc nhieàu haõng cheá taïo nhö: Hottinger Baldwin, Messttechnik, Micromesures Vishay... Strain Gage ñöôïc taïo ra vôùi 2 keát caáu laø löôùi phaúng vaø daïng oáng truï. Winding Cord
a. Daïng löôùi phaúng b. Daïng oáng truï
1. Heä soá mieáng ño (Gage factor): Söï thay ñoåi ñieän trôû cuûa moät caáu kieän coù ñieän trôû bieán ñoåi ñöôïc tuøy thuoäc vaøo quan heä sau: R L  F  F .E R L Vôùi R: laø ñieän trôû ban ñaàu cuûa caáu kieän. R : ñoä bieán ñoåi ñieän trôû R L: chieàu daøi ban ñaàu cuûa caáu kieän. F : heä soá mieáng ño. Moät mieáng ño lyù töôûng phaûi coù moät ñieän trôû raát lôùn, moät heä soá ño cöïc ñaïi vaø moät möùc giôùi haïn ñaøn hoài cao, ñoàng thôøi laïi khoâng bò aûnh höôûng nhieät ñoä cao taùc ñoäng. Theâm vaøo ñoù, heä soá mieáng ño luoân luoân baát bieán cho duø möùc bieán daïng coù lôùn ñeán ñaâu ñi chaêng nöõa. Ñeå mieáng ño coù theå hoaït ñoäng moät caùch thích hôïp theo söùc caêng cuõng nhö söùc neùn, sôïi ñieän trôû phaûi caøng moûng ñeå cho lôùp keo coù theå truyeàn hoaøn toaøn möùc bieán daïng cuûa boä phaän sang mieáng ño. 2. Chaát keo daùn: a) Keo cyanoacrylate: Raát thöïc duïng cho vieäc aùp duïng bình thöôøng trong thôøi gian ngaén, nhieät ñoä aùp duïng döôùi 1000C. Seõ khoâ cöùng trong vaøi giaây döôùi taùc duïng cuûa söùc eùp. b) Keo epoxy: Raát coù hieäu quaû, oån ñònh trong thôøi gian laâu vôùi nhieät ñoä ñeán 300oc.
c) Keo goám: Khoù aùp duïng hôn vì caàn thieát bò ñaët bieät coù veû mong manh yeáu ôùt, khoâng cho pheùp duøng vôùi nhöõng bieán daïng lôùn.,söû duïng ñöôïc ñeán 600oc. d) Haøn: Ñaây laø caùch thöùc thöïc teá nhaát ñeå duøng ôû nhieät ñoä cao cho caùc mieáng ño trong voû boïc kim loaïi raát ñaëc. Caàn chuù yù laø beà maët ñeå daùn phaûi ñöôïc taåy saïch daàu môõ vaø sau ñoù ñöôïc trung hoøa baèng hoùa chaát. Ñeå taïo ra beà maët coù tính chaát lyù töôûng ñoái vôùi loaïi keo naøy, beà maët phaûi ñöôïc laøm saïch veát ræ ñeå taïo ra beà maët nhaün nhöng khoâng quaù boùng.