论文部分内容阅读
尽管结构有限单元法在航空航天、机械工程、土木工程、船舶工程等诸多工程领域得到了十分普遍的应用,结构应变测试仍然是获取工程结构物应力状态最客观、最可靠的试验手段。结构应变测试是通过试验方法了解结构物的实际应力状态,为分析结构物强度问题提供依据。在结构应变测试中,结构应变响应数据的可靠度很大程度上依赖于应变传感元件、应变传递机理及测试系统。研究结构应变测试中各类应变计的测试原理,以保证测试数据的客观性和准确性。本文运用理论分析和数值模拟方法,研究了工程中常用应变计的变形传递机理及温度应变补偿中的有关问题。研究内容如下,在综述各种应变测试技术的基础上,着重介绍了工程中常用应变计的工作原理及相关测试技术;并针对其不同的封装方式,考到被测基体、胶结剂、封装基底和夹持方式等,分别构建了各种应变计变形传递的力学模型,推导其应变传递率的计算公式,深入研究了应变计的变形传递机理。利用结构有限元分析软件abaqus,分别建立表面式电阻应变计、表面式振弦应变计、表面式基片封装光纤光栅应变计和埋入式振弦应变计、埋入式钢管封装光纤光栅应变计的有限元模型,分别进行了应变传递率有关参量的敏感性分析;通过各类应变计应变传递率理论分析与数值模拟结果的对比分析,以评定其工作性能。特别针对结构应变测试中温度应变补偿问题,以结构温度应变产生和温度应变补偿原理为基础,研究了被测结构物、应变计及补偿块的温度应变,剖析了三者之间的关联性与差异性。在此基础上,指出现行温度应变补偿的误区,给出了正确实现工程结构应变测试的环境,提出工程中温度应变的补偿方案。应变计的变形传递和结构温度应变补偿是结构应变测试数据客观性与可靠性的重要保障,其研究成果对应变传感器的开发、科学研究及工程中的结构应变测试具有重大的指导作用。