第九章应变、力和扭矩的测量第一节应变测量1.拉伸（压缩）构件1.拉伸（压缩）构件1.拉伸（压缩）构件1.拉伸（压缩）构件1.拉伸（压缩）构件1.拉伸（压缩）构件1.拉伸（压缩）构件1.拉伸（压缩）构件2.构件受弯矩作用，测其表面应变2.构件受弯矩作用，测其表面应变2.构件受弯矩作用，测其表面应变2.构件受弯矩作用，测其表面应变（2）方案二：补偿片参与工作（如图所示）2.构件受弯矩作用，测其表面应变3.圆轴扭矩的测量3.圆轴扭矩的测量3.圆轴扭矩的测量3.圆轴扭矩的测量3.圆轴扭矩的测量3.圆轴扭矩的测量3.圆轴扭矩的测量1.弯曲与拉伸（压缩）的组合变形1.弯曲与拉伸（压缩）的组合变形1.弯曲与拉伸（压缩）的组合变形1.弯曲与拉伸（压缩）的组合变形1.弯曲与拉伸（压缩）的组合变形1.弯曲与拉伸（压缩）的组合变形1.弯曲与拉伸（压缩）的组合变形1.弯曲与拉伸（压缩）的组合变形1.弯曲与拉伸（压缩）的组合变形1.弯曲与拉伸（压缩）的组合变形1.弯曲与拉伸（压缩）的组合变形1.弯曲与拉伸（压缩）的组合变形1.弯曲与拉伸（压缩）的组合变形2.扭转和弯曲的组合变形2.扭转和弯曲的组合变形2.扭转和弯曲的组合变形2.扭转和弯曲的组合变形2.扭转和弯曲的组合变形2.扭转和弯曲的组合变形2.扭转和弯曲的组合变形2.扭转和弯曲的组合变形2.扭转和弯曲的组合变形2.扭转和弯曲的组合变形2.扭转和弯曲的组合变形：三、平面应力状态下主应力的测定三、平面应力状态下主应力的测定三、平面应力状态下主应力的测定三、平面应力状态下主应力的测定三、平面应力状态下主应力的测定三、平面应力状态下主应力的测定三、平面应力状态下主应力的测定三、平面应力状态下主应力的测定三、平面应力状态下主应力的测定三、平面应力状态下主应力的测定三、平面应力状态下主应力的测定三、平面应力状态下主应力的测定三、平面应力状态下主应力的测定三、平面应力状态下主应力的测定三、平面应力状态下主应力的测定平面应力状态下主应力的测定平面应力状态下主应力的测定平面应力状态下主应力的测定平面应力状态下主应力的测定平面应力状态下主应力的测定平面应力状态下主应力的测定四、测点的选择以及布片与接桥的原则四、测点的选择以及布片与接桥的原则四、测点的选择以及布片与接桥的一般原则四、测点的选择以及布片与接桥的一般原则四、测点的选择以及布片与接桥的一般原则四、测点的选择以及布片与接桥的一般原则四、测点的选择以及布片与接桥的一般原则四、测点的选择以及布片与接桥的一般原则9.2力的测量一概述(1)力的测试方法与测力传感器的选用力值的测试方法可分为两类：：一类是直接比较法，即把待测力与基准量直接进行比较；另一类是间接比较法。实现力值测试的关键装置是测力传感器。测力传感器种类繁多，有电容式、压阻式、差动变压器式、压电式、电阻应变式等。9.2力的测量(2)电阻应变式力传感器静态和动态力测试广泛应用由应变片与弹性元件组成的力传感器。常用的弹性元件有柱式、梁式、环式、轮辐等多种形式。1)柱式弹性元件柱式弹性元件分为实心和空心两种。在外力作用下，若应力在弹性范围内，则应力和应变成正比关系，即式中：F——作用在弹性元件上的集中力；E——材料弹性模量；A——圆柱的横截面积。弹性元件上应变片的粘贴和电桥连接，应尽可能消除偏心和弯矩的影响，一般将应变片对称地贴在应力均匀的圆柱表面中部，如图柱式弹性元件上的布片组桥所示，纵向应变片R1和R3，R2和R4串联，且处于对臂位置，以减小弯矩的影响。横向粘贴的应变片具有温度补偿作用。柱式力传感器可以测量0.1～3000t的载荷，常用于大型轧钢设备的轧制力测量。2)梁式弹性元件梁式弹性元件有等截面梁、双端固定梁、等强度梁等多种形式。等强度梁如图贴应变片梁式力传感器所示，梁厚为h，梁长为l，固定端宽为b0，自由端宽为b。梁的截面成等腰三角形，集中力Ｆ作用在三角形顶点，梁内各横截面产生的应力是相等的，表面上任意位置的应变也相等，因此称为等强度梁。梁的各点由于应变相等，故粘贴应变片的位置要求不严格。其表面应变为2)梁式弹性元件设计时应根据最大载荷Ｆ和材料的允许应力σb确定梁的尺寸。梁式弹性元件制作的力传感器适于测量5kN以下的载荷，最小可测几克重的力。这种传感器结构简单，加工容易，灵敏度高，常用于小压力测量中。为保证一定的测试精度，必须合理选择弹性元件的结构、尺寸、形状和材料，并进行必要的加工和热处理。第三节扭矩测量第三节扭矩测量第三节扭矩测量第三节扭矩测量第三节扭矩测量第三节扭矩测量第三节扭矩测量第三节扭矩测量第三节扭矩测量第三节扭矩测量第三节扭矩测量第三节扭矩测量第三节扭矩测量第三节扭矩测量