Đo lực và ứng suất, chương 1

Khi đặt một lực vào vật thể, vật thể bị thay đổi hình dạng. Trong trường hợp tổng quát, sự thay đổi này gọi là biến dạng. Ở đây chúng ta hiểu biến dạng như là sự thay đổi hình dạng trên 1 đơn vị dài hay là độ thay đổi chiều dài tương đối. Cùng với sự phát triển của kỹ thuật điện tử, kỹ thuật đầu dò, đặc biệt từ những năm 1970, người ta đã chế tạo ra rất nhiều dụng cụ đo biến dạng dựa trên các nguyên lý cơ khí, quang, điện âm thanh...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đo lực và ứng suất, chương 1 CHÖÔNG I CAÙC PHÖÔNG PHAÙP ÑO BIEÁN DAÏNGI. KHAÙI NIEÄM VEÀ BIEÁN DAÏNG: Khi ñaët moät löïc vaøo vaät theå, vaät theå bò thay ñoåi hình daïng.Trong tröôøng hôïp toång quaùt, söï thay ñoåi naøy goïi laø bieán daïng. ÔÛñaây chuùng ta hieåu bieán daïng nhö laø söï thay ñoåi hình daïng treân 1ñôn vò daøi hay laø ñoä thay ñoåi chieàu daøi töông ñoái.II. CAÙC PHÖÔNG PHAÙP ÑO BIEÁN DAÏNG: Cuøng vôùi söï phaùt trieån cuûa kyõ thuaät ñieän töû, kyõ thuaät ñaàu doø,ñaëc bieät töø nhöõng naêm 1970, ngöôøi ta ñaõ cheá taïo ra raát nhieàuduïng cuï ño bieán daïng döïa treân caùc nguyeân lyù cô khí, quang,ñieän aâm thanh vaø nguyeân lyù khí neùn... Tuy nhieân khoâng coù moätnguyeân lyù naøo coù theå thoûa maõn moïi yeâu caàu kyõ thuaät ñaët ra. Doñoù coù raát nhieàu heä thoáng ño khaùc nhau ñeå ñaùp öùng moïi yeâu caàuño trong phaïm vi giaûi quyeát nhöõng vaán ñeà khaùc nhau, sau ñaây laøcaùc phöông phaùp ño:1. Phöông phaùp cô khí: Phöông phaùp cô khí ño bieán daïng ngaøy nay ít ñöôïc söû duïng,bôûi vì ño bieán daïng baèng ñieän trôû chính xaùc hôn vaø deã söû duïng.Tuy nhieân, duïng cuï ño cô khí ñöôïc goïi laø Extensometer vaãn coønñöôïc söû duïng roäng raõi trong heä thoáng kieåm tra vaät lieäu.2. Phöông phaùp aâm thanh: Phöông phaùp aâm thanh ño bieán daïng hieän nay haàu heát ñöôïcthay ñoåi baèng phöông phaùp ño ñieän. Phöông phaùp ño bieán daïngbaèng aâm thanh coù neùt ñoäc ñaùo rieâng, oån ñònh khoâng maát ñoächính xaùc theo thôøi gian. Phöông phaùp ño bieán daïng baèng aâmthanh vaãn ñöôïc söû duïng döïa treân nguyeân lyù do oâng R.S.Jerrettsaùng cheá vaøo naêm 1944.3. Phöông phaùp bieán daïng baèng ñieän trôû: Phöông phaùp ño bieán daïng baèng ñieän trôû naøy ñöôïc xem laøhoaøn haûo nhaát, chæ tröø moät soá tröôøng hôïp ñaïêc bieät phöông phaùpnaøy khoâng söû duïng ñöôïc. Phöông phaùp naøy ñöôïc xem laø phoåbieán nhaát hieän nay döïa treân nguyeân lyù do oâng Kelvin phaùt hieännaêm 1856.4. Phöông phaùp ño bieán daïng baèng chaát baùn daãn: Öu ñieåm coù ñoä nhaïy cao nhöng giaù thaønh laïi cao. Phaïm viño chòu aûnh höôûng nhieàu veà yeáu toá nhieät ñoä. Phöông phaùp naøyduøng ñeå ño bieán daïng raát nhoû vì noù cöïc nhaïy (vôùi ñieàu kieännhieät ñoä oån ñònh) song raát ít söû duïng.5. Phöông phaùp ño bieán daïng baèng phöông phaùp löôùi: Phöông phaùp naøy coù töø laâu ñôøi, ñaët löôùi leân maãu thöû chuïphình tröôùc vaø sau khi ñaït taûi troïng, löôùi seõ bò bieán daïng. Phöôngphaùp naøy coù ñieåm khoù khaên laø caùc bieán daïng thöôøng nhoû do ñoùhaàu heát caùc tröôøng hôïp söï dòch chuyeån caùc maét löôùi khoâng baûoñaûm tính chính xaùc. Ñeå söû duïng phöông phaùp bieán daïng ñuû lôùn(cho chaát deûo cao su) raát hieäu quaû.6. Phöông phaùp taïo maãu Hickson (phöông phaùp löôùi): Ñaët tôø giaáy nhaùm leân vaät maãu keùo theo 2 phöông ñeå taïo veáttraày. Ñeå ño bieán daïng treân maãu thöû raát khoù neân ngöôøi ta laáy taámhôïp kim moûng daùn leân choã traày, ñeå in leân taám phim ñoù, thay vìño vaät maãu ngöôøi ta ño veát traày leân taám phim. Trong suoát 50 naêm qua phöông phaùp ño bieán daïng baèngñieän trôû ñaõ ñöôïc söû duïng roäng raõi vì söï ñôn giaûn cuõng nhö keátquaû ñaùng tin caäy cuûa chuùng.Do ñoù trong ñeà taøi naøy nhoùm sinh vieân thöïc hieän ño bieán daïngbaèng ñieän trôû.III. ÑO BIEÁN DAÏNG BAÈNG STRAIN GAGE: Mieáng ño bieán daïng (strain - gage) laø moät caáu kieän ñieän trôûñöôïc duøng ñeå daùn leân moät boä phaän bieán daïng. Möùc bieán daïngcuûa boä phaän thoâng qua lôùp keo ñöôïc truyeàn sang mieáng ño.Mieáng ño nhö vaäy phaûi chòu moät söï bieán ñoäng tyû leä vôùi ñieän trôûcuûa noù. Strain Gage (SG-mieáng ño bieán daïng) laø moät trong nhöõngcoâng cuï quan troïng cuûa kyõ thuaät ño löôøng ñieän töû ñöôïc aùp duïngño caùc ñaïi löôïng cô hoïc. Ñuùng nhö teân goïi, noù ñöôïc söû duïng ñeåño bieán daïng. Bieán daïng cuûa moät vaät theå ñöôïc gaây ra bôûi taùcnhaân beân ngoaøi hoaëc beân trong, laøm sinh ra öùng suaát. Do vaäytrong phaân tích öùng suaát thöïc nghieäm ngöôøi ta söû duïng roäng raõiphöông phaùp xaùc ñònh bieán daïng. Caùc thieát bò bieán daïng cho ñeán nay ñaõ ñöôïc nhieàu haõng cheátaïo nhö: Hottinger Baldwin, Messttechnik, MicromesuresVishay...Strain Gage ñöôïc taïo ra vôùi 2 keát caáu laø löôùi phaúng vaø daïng oángtruï. Winding Cord a. Daïng löôùi phaúng b. Daïngoáng truï 1. Heä soá mieáng ño (Gage factor): Söï thay ñoåi ñieän trôû cuûa moät caáu kieän coù ñieän trôû bieán ñoåiñöôïc tuøy thuoäc vaøo quan heä sau: R L  F  F .E R LVôùi R: laø ñieän trôû ban ñaàu cuûa caáu kieän. R : ñoä bieán ñoåi ñieän trôû RL: chieàu daøi ban ñaàu cuûa caáu kieän.F : heä soá mieáng ño. Moät mieáng ño lyù töôûng phaûi co ...