过程设备设计实验 实验1 应力应变测量实验 1 实验目的 了解薄壁容器在内压作用下,壳体
封头的应力分布情况,验证薄壁容器应力计算的理论公式
初步掌握应力电测法的实验操作技能
2 应力测量理论 内压薄壁应力值: 经向应力(轴向应力)为:14np D 环向应力(周向应力)为:22np D 其中: p —操作压力,MPa; D —容器筒体中面直径,inDD,m m ; iD —筒体内径,m m ; n —筒体壁厚,m m ; 1 —筒体经向应力,MPa; 2 —筒体环向应力,MPa
3 实验原理
测量出筒体的轴向应变和周向应变,根据虎克定律求得薄壁圆筒的应力1 、2 : 1122 ()1E 2212 ()1E 其中: E —材料的弹性模量,对于碳钢52
110E MPa; —泊松比,对于碳钢 0
3 ; 1 —测定的轴向应变值; 2 —测定的周向应变值; 1 —轴向应力,MPa; 2 —周向应力,MPa
利用金属丝的电阻随其变形而变化的电阻应变效应而工作的
电阻金属丝的电阻 R为: LRF 当电阻丝受拉伸变形时,其长度、截面积、电阻率分布改变了L、F、,因而电阻值也改变了R, 2LLRLFFFF RLFRLF LL ∴222221112()[() ] /22444FddddddddFdd 电阻变化率: 2sRK () /(12)() /sRKR 其中: sK ——电阻丝灵敏系数,受几何形状变形关系 (12)压阻系数() / 的影响
用电阻丝绕制而成的电阻应变片,还受到黏结剂、基底、横向布置的电阻丝变形等的影响
将之综合表达为,电阻应