塑性加工中的應(yīng)變分析方法

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1、塑性加工中的應(yīng)變分析方法1.應(yīng)變測量方法傳統(tǒng)的應(yīng)變測量方法:涂層法,網(wǎng)格法;很少用了。電測法:包括電阻式,電容式和電感式;目前最最常用的就是電阻應(yīng)變片,后兩者少用;還有光測法:云紋法,全息干涉等;現(xiàn)在發(fā)展較快的是光纖傳感技術(shù),也比較實用。還有就是數(shù)字圖像處理技術(shù)了,利用CCD拍照來處理測量應(yīng)變,有很多優(yōu)勢;另外X射線等也有少量應(yīng)用?,F(xiàn)在介紹幾種高精度的應(yīng)變測量方法。1.1多通道高精度應(yīng)變測量技術(shù)研究多通道高精度應(yīng)變測量技術(shù)研究是一種新型多通道應(yīng)變測量系統(tǒng),該系統(tǒng)能夠消除測量環(huán)節(jié)中的運算放大器、A/D轉(zhuǎn)換器及電橋供電電源

2、漂移的影響,具有極高的測量精度和穩(wěn)定性。該測量原理不僅可應(yīng)用于應(yīng)變測量系統(tǒng),還可應(yīng)用于溫度、壓力等測量系統(tǒng)中,具有非常廣泛的使用范圍。1.2應(yīng)變測量的激光頻法光學(xué)雖然是一門古老的學(xué)科,但近年來它對于科學(xué)和技術(shù)的重要性卻達到了登峰造極地步。近代光學(xué)的一個重要發(fā)展就是逐步形成了一個新的光學(xué)分支—傅里葉光學(xué)。全息術(shù)、光學(xué)傳遞函數(shù)和光學(xué)信息處理作為傅里葉光學(xué)的實際應(yīng)用發(fā)極為迅速而被引進了越來越多的科學(xué)技術(shù)部門。近代光學(xué)也給實驗應(yīng)力一應(yīng)變分析帶來許多理論上和方法上的重大突破,并逐步形成了一個分支—光測力學(xué)。由現(xiàn)代光學(xué)理論知道,F(xiàn)

3、raunhofer衍射裝置為傅里葉頻譜分析器。在傅里葉頻譜分器中,當(dāng)激光正射前焦面的圖像時,其后焦面上形成一個個衍射斑,即傅里葉頻譜;前面上的圖像發(fā)生變形時后焦面上的頻譜亦發(fā)生改變,通過分析頻譜的這種改變量就可以得圖像變形的信息。幾年前作者根據(jù)這一思想,通過對光柵的傅里葉頻譜進行嚴格的數(shù)推導(dǎo),找到了光柵變形前后其頻譜之間的對應(yīng)關(guān)系,提出了有限變形與轉(zhuǎn)動的激光頻譜析法,成功地對圓環(huán)的大變形與大轉(zhuǎn)動進行了測量。隨著光柵制造技術(shù)的發(fā)展和研究工作的深人,最近的研究工作表明新方法不但可以測量大變形與大轉(zhuǎn)動,而且可以測小變形,方法

4、簡單易行,適合現(xiàn)場實測,是一種很有前途的應(yīng)變測量法。1.3基于雙恒流源法的高精度應(yīng)變測量技術(shù)應(yīng)變、應(yīng)力測量是材料、構(gòu)件設(shè)計與分析的重要手段,通過彈性敏感元件,還可將其他物理量(如力、力矩、壓力、加速度等)轉(zhuǎn)換成應(yīng)變,構(gòu)成應(yīng)變式傳感器,實現(xiàn)對其的測量。因此,應(yīng)變測量在工程上具有重要應(yīng)用。應(yīng)變測量屬于微弱信號測量,需要檢測出幾十μm的變化,且應(yīng)變片本身的溫度效應(yīng)、測量電路及測量環(huán)境等的影響,為應(yīng)變測量帶來了困難。傳統(tǒng)的應(yīng)變測量大多采用電壓源供電的電橋形式,如全橋半橋、1/4橋,但是橋路輸出非線性較大,減小非線性誤差的主要措

5、施為采用差動電橋[1],恒流源供電的全橋應(yīng)變測量方案[2]。2幾種新穎的應(yīng)變分析方法2.1一種新的動脈壁應(yīng)變分析方法—弧長分析方法從動脈管上切下一個小圓環(huán),再沿徑向切開,動脈壁會自動張開。這個張開狀態(tài)被定義為動脈壁零應(yīng)力狀態(tài)。眾所周知,應(yīng)變分析應(yīng)從零應(yīng)力狀態(tài)開始,即從零應(yīng)力狀態(tài)幾何量測量開始。目前,已有兩種零應(yīng)力狀態(tài)幾何量測量進行動脈壁應(yīng)變分析的方法。一個是直接測量所定義的張開角方法;另一個是假設(shè)張開狀態(tài)的動脈壁為一個標(biāo)準圓弧段,同時,定義存在有端面角。本文發(fā)展了一個新的動脈壁零應(yīng)力狀態(tài)測量方法和動脈壁應(yīng)變分析方法,即

6、測量動脈壁零應(yīng)力狀態(tài)的真實內(nèi)外側(cè)弧長,以此為基礎(chǔ)對動脈壁進行應(yīng)變分析。對白兔主動脈、頸動脈、和股動脈我們比較了三種測量分析方法。三種動脈壁應(yīng)變分析方法中弧長分析方法是較好的分析方法。在動脈壁假設(shè)為均質(zhì)材料的情況下,最好采用弧長分析方法。在測量動脈壁零應(yīng)力狀態(tài)的幾何尺寸時,小圓環(huán)試件的縱向長度在D/2到2D范圍內(nèi)對測量結(jié)果沒有影響。眾所周知,動脈壁的零應(yīng)力狀態(tài)并非是標(biāo)準圓弧狀。原因是動脈壁材料的非均勻性?;¢L分析方法是建立在計算機圖像測量基礎(chǔ)上,直接測量動脈壁零應(yīng)力狀態(tài)非圓弧狀的內(nèi)外側(cè)弧長(見圖2)。在此基礎(chǔ)上,將非圓弧

7、狀由數(shù)學(xué)變換方法變換為標(biāo)準圓弧狀,由此進行動脈壁均勻介質(zhì)假設(shè)的應(yīng)變分析。[1]劉迎春.傳感器原理設(shè)計與應(yīng)用[M].長沙:國防科技大學(xué)出版社,1989.82-83[2]劉寶華.多通道高精度應(yīng)變測量技術(shù)研究[J].計量學(xué)報,2003,24(3):205-210

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