测量一个主应力方向动应力的组合应变计

　　一、前言

　　在平面应力状态的主应力方向已知时，往往使用直角应变花，将两个应变栅测得的应变数据代入计算公式以求出主应力.此时，每一应变栅需要占用应变测量仪的一个通道.当动态应力测量时动态应变测量仪价格比较昂贵，通道数目有限;如使用应变花测量主应力，由于每一应变花占用二个通道，使得可以测量的点数减少。此外，不同的通道不能同时进行测量，将不同的通道、在不同的时刻、从不同应变栅获得的数据加以综合，以求获得某一时刻的动应力是困难的.在已知主应力方向的情况下，要测量一个主应力时可以采用一种组合应变计，它由两个应变栅互相垂直或交叉成一定的角度组成。这种组合应变计特别适于虎克定律有效的动应力测量，对于每一侧点只需要使用一个组合应变计和侧量仪的一个通道，并且它的两个应变栅在同一时刻感受该测点处的应变，通过简单的数据处理即可求出主应力.当然，它也可以用于静应力测量.

　　此种组合应变计有两种型式，一种是两个应变栅互相垂直分布，称T形组合应变计;另一种是两个应变栅交叉成一定的角度，称V形组合应变计。

　　组合应变计以往恒称为应力计.实际上它测出的是应变而不是应力，应变值通过简单的数据处理得出的才是应力数值。

　　下蔺介绍T形与V形组合应变计测量一个主应力的原理和使用方法，及考虑应变栅的横向效应塞数、试件材料的泊桑比不匹配时组合应变诗的使用方法和数据处理，并计算了组合应变辞忽略横向效应系数时应力值的误差.

　　二、T形组合应变计

　　图1所示是一种专门制作的T形组合应变计(T形应力计)，它由相互垂直的两应变栅R二和R;组成;R,= ERs，“为被侧材料的泊桑比.如将端子TZ与T:接入应变测量仪，使R=-h R，作为电桥的一臂，可以测量X-X方向的应力;如将T:与Ts接入应变仪使R=作为电桥的一臂，可以测量X -X方向的应变，如将T:与T:接入应变仪使R，作为电桥的一臂，则可测量Y-Y方向的应变.

　　将T形组合应变计沿已知主应力方向X-X枯贴于试件表面，试件表面沿X-X轴向的应力为:

　　式中。二与。，分别为试件表面沿X-X方向与Y-Y方向的应变，E与料分别为试件材料的弹性模量与泊桑比.

　　如果忽略每个应变栅的横向效应系数H,上式可以写成:

　　式中R二与R，分别为X方向与Y方向应变栅的电阻，K二与K，分别为两应变栅的灵敏系数。如K二二K，=充，R，二}R=,则式(l)成为:

　　令R计为家合DR计为组合计俞电威十招，盛，勺 "︸量的电计=才从+d R,，则 (i +})R二二R=-I-}R==R二+R,=R计式(2)可写成: