电阻应变测量技术用于复合材料应变测量的若干问题.pdf

一九八七年第四期天津商学院学才良!,取∀

电阻应变测量技术用于复合材料
应变测量的若干问题

蔡惠平

、
一引言

#。
众所周知,电阻应变测量技术已广泛用于金彝结构的应变测量中对于包装中的复合材
。
料结构同样也提出了应变测量问题由于复合材料具有与金属材料很不相同的性质,应用电

。
测法时应加特别注意,否则将使测量结果与真实应变相差甚远本文讨论了应变片横向效应
和贴片位置不准确对结果造成的误差,得出了相应的计算公式,对一些实际问题作了简要的

。。
计算并简单讨论了复合材料用电测法时应注意的其它几个问题

、
二横向效应和贴片位置不准确的综合误差
横向效应是表征垂直于应变片主轴方向应变的一种指标,是在测量中引起系统误差白们系

。
因之一丝式应变片的横向灵敏系数可从横向丝长所占的百分比中算出,而箔式片的横向灵

。
敏系数则受到更多因索的影响

。
设∃%为应变片轴向灵敏系数,∃&为横向灵敏系数定义
∋二∃汀∃%

。
∋称为横向效应系数又设∃为应变片灵敏系数,则有关系式
∃(∃%)一卜。∋∗

。
其中协。是标定应变片的钢试件的泊松比
在各向同性材料,受单向拉伸载荷作用的情况下)如图+以奋叠含登Α
。
所示∗

、。
我们想得到真实应变值,。它,和泊松比林而应变片

。
的测量值为,。−和,。−当应变片和.的∋值相同,则有
+一件。∋
0二
“8,)∗
/一件1234一卜7弋
)∋∗日)∋∗569
一∋
仑:(一丁下一一了丁下丁;二<下二厂万下丁不了一一二一万一一下厂下二它。−).∗
工‘、一一
、+一=林少>9一气几一=林∗态67户

,
‘Δ、
4。?2384一一上
,卜!∀一4‘一口下一
仑)∋∗门玉ΧΧ一7一尸9Β
卜二一4。“)≅∗
仑0)∋林∗?23丝仆

。。。工。
其中卜二一,−=,;日角为贴片位置偏差

。。,
要与#轴成角的变它∃图%&则有、
得到应如所示圈∋测量真实应变值()(∗
。?238
一卜一的。
)∋∗)旦几囚巫旦Χ6,∀
么)∗
仑>123十一74
)+一卜∋∗刃?千时)∋时)>Ε∗

。
这时卜为已知,而它二为与Φ轴成Β角上的应变测量值
,。受偏
对正交各向异性复合材料我们也可以进行同样的研究例如在单向板轴拉伸

。
时)如图≅所示∗
二,0。。;0
二,,0,Γ对于:平的切它是沿轴
设?它为沿主轴和:的真实正应变是面剪应变

二
的测量应变值,当件:已知时,有公式

Η芬蜷粤母∀
火

单向板受偏轴拉伸时测仑。
图.测里应变值它Ε仑,的值

一
一〔而下二夕品;万碳委戮孝汀糕黯正百而
二
4Ι·=。一∋;二,3、二。5一。4Ι·)“一∀ϑ;3‘·蔚.>5‘·.。)5∗
)∗”=〕
Κ肠Λ‘

二
仑了“它

一Μ67.
ΙΧ>义
二,(/
丫不万石不言丁瓦灭而石万

一.≅一
在正交各向异性复合材料沿主轴单向拉伸的情况下,沿载荷方向的弹性模量为Ι二,与它

。
垂直方向的弹性模量为Ι,林二了为已知,它表示材料在Φ方向拉伸时引起:方向收缩的系数,

。、。
如图∀所示这时公式)∗).∗和)≅∗均适用换句话说,在这种情况下,正交各

、Μ。
向异性复合材料可用各向同性材料单向拉伸的计算公式)∗).∗和)≅∗计算

,#己#刁##9#Ν
++Ο
Ν曰曰#目曰厂几
口#卜#Η三吐Π
+一Α降
+」匕一<、
奋,‘<
店一,蓬
门口
+Ν一篮
当Η—

图∀单向板沿主轴单向拉伸

、
三算例

对各向同性材料测量单向应力状态,设粘贴角与主方向偏差为日,我们可得
各,()+4协∗它,5678日
相对误差为

Β一。+一
‘了、8
,卜57
一十∗6日

.。
若卜,−/−,,0,则得

.。.
1,∃23−/−&)456%0,−−−7879∋:

。
这种情况粘贴偏差角引起的误差很小
若应变片不是沿主方向粘贴,而呈夹角−二;0。,这时如果存在粘贴偏差角日,将引起
的误差为

·
各它。,∃<3件&它,士056=月

。
1,;0方向上的真实应变为

?
它>。,士∃它>31≅&,告∃∋一协&Α≅
相对误差为

Χ一
Β各Α1一∋土兰056%Δ
仑‘。?一∋一卜

““..。
若日,∋或0时,1。分别为Δ;8:或/%;:可见粘贴方位远离主方向时,应变测量的误差

。
对粘贴偏差角是很敏感的
对于正交各向异性复合材料,可利用应变的转换方程
.
?2357.一37?23#
+之=、Θ+0=Κ了Ρ>6>8622ΚΡ杏ΘΘ健=、了
乙它,又了,”=
Λ引厂Θ
牡么
37.?2337?23
⋯6>8632,.
了产尹57?23一37?23?23.一378口八Γ,−
.卜622622>6八
/丫Β∗
二、;。
得到进而计算??

。
下