应变应力测量仪(在用应变仪测量机构的应力)

1. 在用应变仪测量机构的应力

应力是指物体受到力、湿度、温度变化等变形时，物体内会产生内力，单位面积上的内力。

应力有正应力和剪应力或切应力之分。

物体内部的应力状态可借助应力张量来进行分析。

物体的应力可采用应力仪或者应变仪来测。

残余应力可给部件带来开裂、翘曲及变形、产品尺寸变化等危害，可采用自然时效、热时效法、亚共振、振动时效等手段予以消除。

2. 测量应力应变的仪器

工件在制造过程中，将受到来自各种工艺等因素的作用与影响；当这些因素消失之后，若构件所受到的上 述作用与影响不能随之而完全消失，仍有部分作用与影响残留在构件内，则这种残留的作用与影响。也称残余应力。 而残余应力对工件有着很大的伤害，会引起零件发生翘曲或扭曲变形，甚至开裂。所以去除残余应力就成为重中之重 。而针对这一难题，在现在的科技环境下，产生了以下几种检测应力的方法，

l 盲孔法

适用于各向同性材料。操作繁琐，不适合低水平残余应力测量，仅限于表面残余应力检测，无法测量内部及在线监测体应力。

l X射线法

适用于弹性各向异性的同性晶体材料。无损、准确、可靠，测量深度限于微米级。操作需注意电离辐射，成本高，测量效率不高。

l 磁测法

仅适用铁磁材料。操作简单，测量快速，准确度较低。

l 超声法

适用于各种非吸声材料。测量效率最高且无损，操作简单便捷安全，随着现代硬件芯片发展，精度和分辨率得到了很大提升。

由杭州戬威机电科技有限公司生产的超声应力仪，便是采用的超声法进行检测，超声波穿透能力比较强，在一些金属材料中穿透能力可达数米，并且超声应力仪非常便携，便于在各种环境检测作业，与其他应力检测方法相比，该测量仪对被测对象零损伤；测量快速，单点测试不超过5S，可实现实时检测，也可用于系统集成实现自动化或半自动化应力检测。

应力仪测量深度较大，近表面应力检测深度2mm以内，体应力检测深度10mm以上；操作安全，无需任何防护，既可测量应力，也可检测试件内部的缺陷，还可用于高精度测厚，适用各类金属和非金属的表面和内部应力检测。

超声应力仪的应用非常广泛，典型的应用领域包括：轨道交通、航天航空、船舶、焊缝检测、汽车、桥梁、核工业等。检测对象包括：金属、有机材料、玻璃、非金属复合材料、陶瓷等，不仅可以检测表面应力（如残余应力），还可以检测内部应力（如螺栓预紧力）。

3. 在用应变仪测量机构的应力,应变时,如何消除

应力计算公式: σ=N /An 。 力N与净截面积An的比值是应力σ，即单位面积上所承受的力是应力。

应变计算公式ε= a / L 。变形量a与未受力前的原尺寸L之间的比值是应变ε，即单位长度上产生的变形量称为应变

4. 应力测量仪器

应力应变测试目前常用的仪器就是盲孔法、磁测法，一个有损，一个无损。

盲孔法是目前应用较为广范的一种高精度的应力检测方法如华云HK21A或HK21B,无论是实验室中使用，还是现场施工，盲孔法都能准确测量应力的大小，从而推进实验进程或者进行工艺改进。

磁测法适用于对应力值检测比较严苛，精密工件或高价值工件不允许做破坏性检测的情况。比如科研、军工航天等行业。

目前还有更先进的动态应力应变检测仪，全自动梯度应力检测仪等。

目前应力测量水平多半受限于表层测量，SCGS20这样的仪器可以实现材料深度方向的梯度应力精准测量及工件整体的应力分析，全自动编程控制钻孔装置，梯度方向自动进给，高精显微定位，更加精准。

5. 应力应变测试仪器

常见的应力测试方法

应力仪或者应变仪是来测定物体由于内应力的仪器。一般通过采集应变片的信号，而转化为电信号进行分析和测量。

应力测试一般的方法是将应变片贴在被测定物上，使其随着被测定物的应变一起伸缩，这样里面的金属箔材就随着应变伸长或缩短。很多金属在机械性地伸长或缩短时其电阻会随之变化。应变片其实就是应用了这个原理，通过测量电阻的变化而对应变进行测定。一般应变片的敏感栅所使用的是铜铬合金材料，这种材料其电阻变化率为常数，它与应变成正比例关系。

我们通过惠斯通电桥，便可以将这种电阻的比例关系转化为电压。然后不同的仪器，可以将这种电压的变化转化成可以测量的数据。

对于应力仪或者应变仪，关键的指标有： 测试精度，采样速度，测试可以支持的通道数，动态范围，支持的应变片型号等。并且，应力仪所配套的软件也至关重要，需要能够实时显示，实时分析，实时记录等各种功能，高端的软件还具有各种信号处理能力。

6. 应力应变可以直接测量吗

测量模量方法有三种。

一、通过球铰引伸仪来测定弹性模量

1.仪器和设备：测E实验台、球铰引伸仪、千分表、砝码。测E实验台通过两级杠杆放大，放大率为100，增量为10N。当砝码为10N时，作用在试件上的拉力为1KN。

2.内容与原理：只要测得试样纵方向上的应变，材料弹性模量E便可求出。由于在弹性范围内，应力和应变成正比，因此可得：

其中，K-引伸仪放大倍数（K=2000）；-引伸仪标距（）；-纵向变形量A-试样横截面积；-载荷增量为了检验载荷与变形的关系是否符合虎克定律，并减少测量误差，试验时一般采用增量法加载荷。即把载荷分成若干相等的载荷，逐级加载。为了保证载荷不超了比例极限，加载前可估计算出试样的屈服载荷。以屈服载荷的70%～80%作为测定弹性模量的最高载荷。

3.方法和步骤：a、加载荷P，记录千分表读数。b、共分三级累积加载，依次记录千分表读数，并计算出平均变形量。c、卸掉砝码，整理实验结果。

二、电阻应变仪和球铰引伸仪测定E

1.仪器和设备：静态电阻应变仪、测E实验台、球铰引伸仪、千分表、砝码。

2.内容与原理：电阻应变仪是专门测量应变的仪器。通过杠杆装置分三级加载，在应变仪上分别读数，把三次测得的应变仪读数取平均值，然后按方法一进行试验数据整理就测得相关弹性模量数值。

3.操作与步骤：首先连接好所有的线路，测E实验台和电阻应变仪连接好，应变片粘贴在被测量的低碳钢表面，调整好千分表，准备分级加载的砝码。先平衡应变仪的各个通道，调整千分表的零点，分级加载。当加1Kg砝码时，记录下应变仪读数，同时记录千分表读数。同理依次增加2Kg，3Kg砝码。记录所有数据。

三、液压式万能试验机和应变仪来测量弹性模量

实验的内容与原理与“实验四”相似，其主要应用了应变仪来直接测量被测物体在受力的条件下所测得的应变值，实验前按位置在被测物体上粘贴好应变片，应有横向和纵向两个方向粘贴。然后按全桥或者1/4桥臂连接应变仪，通过分级加载，分别读出相对应的应变仪读数。最后荷载和应变仪读数取平均，算出弹性模量。

7. 在用应变仪测量机构的应力,应变时

应力一般是很难测量的，一般是直接测量应变，然后根据公式，得出应力。