در مورد نحوه اندازه‌گیری کرنش و همچنین نحوه انتخاب استرین گیج مناسب برای کاربرد شما، می توانید با متخصصین ما در ارتباط باشید. ما به شما کمک خواهیم کرد تا شما بهترین انتخاب را برای کاربرد مورد نطرتان داشته باشید.
کرنش‌سنج های اندازه‌گیری استرس، بر روی مواد مختلف نصب می‌شوند و سطح تنش روی مواد را برای کاربردهای مختلف اندازه‌گیری می کنند. این استرین گیج ها در تحلیل تنش پسماند در مواد، تست خستگی، پایش سلامت سازه و ... کاربرد فراوانی دارند. هندسه ، جنس مواد ، نوع پارامتر اندازه‌گیری و بسیاری از عوامل دیگر در انتخاب نوع استرین گیج نقش دارند. در بخش بعدی می خواهیم در مورد خطاهای ناشی از عدم نصب صحیح این گیج ها صحبت کنیم.
هنگامی که یک گیج با یک خطای زاویه ای کوچک با توجه به محور اندازه گیری کرنش مورد نظر به سطح جسم تحت تست متصل می شود، کرنش نشان داده شده نیز به دلیل عدم نصب صحیح گیج با خطا همراه خواهد بود. به طور کلی، برای یک گیج تکی در یک میدان کرنش تک محوری یکنواخت، بزرگی خطای ناهمترازی به سه عامل بستگی دارد (بدون توجه به حساسیت عرضی):
این مقادیر در شکل‌های 1 و 2 برای حالت خاص اما رایج تنش تک محوری تعریف شده‌اند. شکل 1 نمودار قطبی کرنش در نقطه مورد نظر است و شکل 2 دایره های Mohr متحدالمرکز را برای تنش و کرنش برای همان نقطه نشان می دهد. در شکل 1، فاصله تا مرز نمودار در امتداد هر خط شعاعی متناسب با کرنش عمود در امتداد همان خط است.
لوب های کوچک در امتداد محور Y در نمودار نشان دهنده کرنش پواسون منفی برای این مورد است. از شکل 1 می توان به صورت کیفی مشاهده کرد که وقتی φ 0 یا 90 درجه باشد، یک خطای کوچک زاویه ای نصب گیج، خطای بسیار ناچیزی در نشانگر کرنش ایجاد می کند، زیرا نمودار کرنش قطبی در این نقاط نسبتا صاف و هموار است و شب خطوط عبوری از این نقاط نیز صفر می باشد.
با این حال، برای زوایای بین 0 تا 90 درجه، شکل 1 نشان می دهد که خطا در کرنش نشان داده شده به دلیل خطای نصب زاویه ای کوچک، می تواند به طرز شگفت آوری بزرگ باشد زیرا شیب نمودار کرنش قطبی در این مناطق بسیار تند است. به طور مشخص تر، می توان از شکل 2 هنگامی که φ =45° ، یا 2φ =90° باشد، متوجه شد که خطای نصب کوچک زاویه ای حداکثر خطا را در کرنش نشان داده شده ایجاد می کند، زیرا ε در این نقاط با بیشترین سرعت نسبت به زاویه تغییر می کند.
این موضوع را می توان به صورت تحلیلی با نوشتن معادلات کرنش برای دیاگرام مورد نظر نیز بدست آورد. بدین ترتیب که مشتق دوم معادلات را نسبت به زاویه برابر صفر قرار می دهیم و ریشه های آن را بدست می آوریم. در حالت کلی می توان نشان داد که بیشترین خطای به وجود آمده در اندازه گیری کرنش به دلیل عدم همراستایی گیج با محور مورد نظر، در φ =45° رخ می دهد. همچنین حداقل خطا در φ =0° رخ می دهد.
خطای کرنش ایجاد شده به دلیل عدم همراستایی محور گیج با محور مورد نظر به صورت رابطه زیر می باشد:
حساسیت عرضی در استرین گیج به رفتار گیج در پاسخ به کرنش هایی که بر محور اصلی حسگر عمود هستند اشاره دارد. در این مقاله با این نوع خطا بیشتر آشنا خواهید شد.
که در آن:
همچنین می توان از رابطه زیر نیز مقدار خطا را محاسبه کرد.
که در آن εp و εq به ترتیب ماکزیمم و مینیمم مولفه اصلی کرنش می باشند. همچنین خطا را می توان بر حسب درصدی از εφ نیز نشان داد:
که در آن Rε = εp / εq می باشد.
پایه و اساس مدار پل وتستون و نحوه عملکرد آن
در این مقاله شما با نحوه عملکرد مدار پل وتستون به همراه روابط کامل آن در مبدل های استرین گیجی آشنا خواهید شد
با این وجود از رابطه (3) مشخص است که برای مقادیر کوچک εφ ، مقدار n به طور بی معنی بزرگ است. و زمانی که εφ صفر می شود، مقدار آن به بی نهایت میل می کند. برای بهتر نشان دادن میزان بزرگی خطای ناشی از عدم هم راستایی گیج در جهت مورد نظر، رابطه (2) را برای حالت های مختلف معمول، مورد ارزیابی قرار می دهیم.
در یک میدان تنش تک محوره، εq =-v εp می باشد. همچنین برای استیل داریم v=0.285 .
فرض کنید εp =1000με باشد در این صورت εq =-285με بدست می آید. و
معادله (5) در شکل 3 برای مقادیر 0 تا 90 درجه φ، و همچنین زاویه خطای نصب در محدوده 0 الی 10 درجه رسم شده است. برای تصحیح خطای ناشی از عدم هم راستایی گیج، برای یک زاویه معلوم، کافی است مقدار n را از شکل 3 بخوانید و در رابطه (1) جایگذاری کنید و رابطه (1) را برای εφ حل کنید.
این شکل فقط به عنوان مثال آورده شده است و فقط در موردی اعمال می شود که εq =-285με باشد(تنش تک محوری در فولاد). از رابطه (2) می توان برای ایجاد منحنی های خطای مشابه برای هر حالت کرنش دو محوری هم استفاده کرد.
بررسی خطاهای غیرخطی مدارات پل وتستون
مدارات پل وتستون بسته به کاربرد آنها در آرایش های مختلفی بسته می شوند، در این مقاله خطاهای غیرخطی ناشی از این آرایش ها بررسی شده اند
روزت دو گیجه مشتطیلی 90 درجه:
مطالب بالا در مورد تجزیه و تحلیل خطاهای ناشی از عدم هم راستایی گیج در راستای مطلوب برای گیج های تکی، درک عمیقی از ماهیت چنین خطاهایی را برای کاربر به دست می دهد. اما در عمل معمولا روزت های دوگیجه مستطیلی بیشترین کاربرد را دارند.
یک روزت مستطیلی دو گیج معمولا توسط تحلیلگران تنش به منظور تعیین مولفه های اصلی تنش‌ها ،زمانی که جهت محورهای اصلی از منابع دیگر مشخص است استفاده می‌شود. در این حالت، روزت باید طوری در جای خود چسبانده شود که محورهای گیج های آن در راستای محورهای اصلی تنش ها باشند. در این حالت به دلیل خطاهای ناشی از عدم نصب صحیح گیج در راستاهای مورد نظر و همچنین به خاطر عدم تعیین درست موقعیت محورهای اصلی تنش، خطاهای متناظر در تنش های اصلی که از قرائت کرنش ها محاسبه می شود، وجود خواهد داشت.
در شکل 4، یک میدان کرنش دو محوری کلی به همراه محورهای گیج های روزت که به مقدار زاویه β با محورهای اصلی کرنش نصب شده است، نشان داده شده است. درصد خطاهای تنش های اصلی و حداکثر تنش برشی ناشی از ناهمترازی عبارتند از: ...
:مطالب پیشنهادی برای شما
