浅析大型构件静态应力测试流程

构件工作时的表面应力状态是合理设计构件的重要环节，而有限元计算技术的发展，给解决这个问题提供了有效的手段。在有限元计算中，很难做到边界条件与实际情况相一致，也不能很好地计算出构件应力集中值，而这些方面往往是设计师最关心的。应用电阻应变计测量技术能直接测试出构件工作时的应力分布状态，可以很好地解决有限元计算难以解决的问题。

1 电阻应变计工作原理

应变效应是金属导线的电阻随其伸长与缩短而发生改变的一种物理现象，可用公式

?R/R=K0ε

简单表示。式中，?R/R是金属导线的电阻变化率，ε是导线轴线方向的应变，K0是金属材料的灵敏系数，与材质有关，一般情况下视为常数。可见，利用金属导线的应变效应就可以测出构件表面任意点的应力值。

2 静态应力测试流程

从以往的测试工作中可知，一个完整的静态应力测试流程可以描述为：选择测试点→应变计筛选→电缆线准备与检查→现场勘查→应变计粘贴→布置温度补偿块→测试系统调试→应变计密封保护→实施应力测试→计算分析→出具测试报告。要得到一个好的测试结果，流程中每一步都至关重要，不能疏忽。下文浅析流程中每一步的注意事项。

3 静态应力测试流程浅析

静态测试流程按实施阶段可分为三步：实验准备、实施测试、结果分析。

3.1 实验准备

选择测试点 选择测试点可以从以下几个方面综合考虑。①可以根据有限元计算结果选择应力值较大的点；②选择表面曲率变化大的点，如角点等；③选择用力学公式可以计算出应力值的点，如筒形容器中间部位，这样做可以用理论值与测试值比较，以便验证测试结果的可靠性；④特殊部位点，如焊缝点处的应力往往也是设计所关心的。测试点选择完成后，分析每一测试点的应力状态，统计出所需应变计的型号与数量。应变计筛选 应变计要选择同一批同一型号，应变计电阻R的离散度要小，K0要一致。根据构件受力状况，选择单向、直角、三向应变花应变片。

电缆线准备与检查 每根电缆线型号同一、长短一致，测量电缆线是否有断点。

实验准备完成后整理出测试方案，包括测试点编号、选择测试仪器并标定、统计所用电阻应变计种类与数量、电缆线编号。测点编号考虑就近的原则，按单向、双向、未知方向主应力编号。这样编号的目的是可以就近布置温度补偿片，减少占用仪器通道数，方便现场布置测试用电缆。

3.2 实施测试

现场勘查 对照测试方案勘查测试现场构件周围环境，及时调整测点与电缆编号，完善测试方案。