实验五内压薄壁容器应力测定实验

实验五 内压薄壁容器应力测定实验 一、实验目的 1．掌握电阻应变测量原理； 2．学习电阻应变仪的使用方法，学习电阻应变片的贴片和接线技术； 3．了解封头在内压作用下的应力分布规律。 二、实验原理 1. 应力计算： 薄壁压力容器主要由封头和圆筒体两个部分组成，由于各部分曲率不同，在它们的连接处曲率发生突变。受压后，在连接处会生产边缘力系——边缘力矩和边缘剪力。使得折边区及其两侧一定距离内的圆筒体和封头中的应力分布比较复杂，某些位置会出现较高的局部应力。利用电阻应变测量方法可对封头和与封头相连接的部分圆筒体的应力分布进行测量。 应力测定中用电阻应变仪来测定封头各点的应变值，根据广义虎克定律换算成相应的应力值。由于封头受力后是处于二向应力状态，在弹性范围内用广义虎克定律表示如下： 经向应力：21211E (1-1) 环向应力：12221E (1-2) 式中：E—材料的弹性模量 μ —材料的波桑比 ε1—经向应变 ε2—环向应变。 椭圆封头上各点的应力理论计算公式如下： 经向应力：bbaxaspr2122242 （1 -3 ） 环向应力：2224421222422baxaabbaxasp （1-4） 2．电阻应变仪的基本原理： 电阻应变仪将应变片电阻的微小变化，用电桥转换成电压电流的变化。其过程为： 放大器或电桥应变片IVRdR 将指示或纪录检流计或纪录仪放大或IV 将电阻应变片用胶水粘贴在封头外壁面上，应变片将随封头的拉伸或压缩一起变形，应变片的变形会引起应变片电阻值的变化，二者之间存在如下关系： KLlKRR (1-5) 式中：Δ R/R—电阻应变片的电阻变化率 Δ L/L—电阻应变片的变形率 K—电阻应变片的灵敏系数； ε —封头的应变。 3. BZ2205C型静态电阻应变仪 1) 电阻应变仪的组成： (1) 构件变形的感受和转换部分——电阻应变片； (2) 被转换量的传递和放大部分； (3)记录及读数部分。其方框图见图 1-1。 图 1-1 电阻应变仪原理图 图1-2接线图 三、实验装置 实验装置（图1-1）为两个带有不同封头的容器，容器A的一端为带折边锥形封头，另一端为圆平板封头；容器B的一端为椭圆封头，另一端为球形封头。 1. 手动试压泵 2. 内压实验容器A 3. 压力表 4. 压力传感器 5. 内压实验容器B 6. 压力表 7. 压力传感器 8. 外压实验罐 9. 压力表 10....