應力測量光學方法

① 光彈試驗

光彈性實驗方法是一種光學的應力測量方法，因為測量是全域性的，所以具有直觀性強，能有效而准確地確定受力模型各點的主應力差和主應力方向，並能計算出各點的主應力數值。尤其對構件應力集中系數的確定，光彈性試驗法顯得特別方便和有效。

工程實際中有很多構件，例如工業中的各種機器零件，它們的形狀很不規則，載荷情況也很復雜，對這些構件的應力進行理論分析有時非常困難，往往需要實驗的方法來解決，光彈性試驗就是其中之一

http://202.121.196.177:8080/expertech/sy1_11.htm

http://www.me.ncku.e.tw/file/407837354.pdf

② 應力，應變怎麼測試

主要的測試方法有電測法、光纖光柵法、振弦式應變測量等
。
一般是指在建構築物施工過程中，如鋼結構安裝、卸載、改造、加固，混凝土澆築等過程，採用監測儀器對受力結構的應力變化進行監測的技術手段，在監測值接近控制值時發出報警，用來保證施工的安全性，也可用於檢查施工過程是否合理。
★靜態應力應變測試目的
a)
獲得結構或構件的應力應變分布規律及應力集
中狀況；
b)
檢驗結構或構件的強度儲備；
c)
驗證結構或構件設計的合理性。
★動態應力應變測試目的
a)
確定動態應變隨時間變化的規律，並對其進行
頻譜分析，根據統計特性研究結構或構件強度、
剛度；
b)
驗證結構或構件設計的合理性。
根據以往經驗來分析我們目前應力測試涉及到以下領域：
1、寶鋼150m3N2球罐
水壓試驗應力測試。
2、挖掘機重要構件的應力測試。
3、屋面板載入狀態下的應力測試。
4、緊密計量泵合攏時的受力測試。
5、某重工業廠房頂升糾偏過程中的安全監測。

③ 如何利用光纖光柵感測器進行應力應變測試

方法如下：
1）確定結構的應變分布：依據具體結構和工程應用情況，確定測量點位置和測量分布方式，粗略估計各測點應變范圍，推算出整個結構的應變分布概況。
2）確定各測點處光纖光柵的中心波長：根據估計的各測點應變分布狀態，特別是各測點應變的最大值，將各測點的位置與對應處的光纖光柵的波長相對應。在採用分布感測方式時，保證各測點的各點的波長分布具有一定的間隔，間隔的大小取決於各測點應變的最大值和應變屬性（拉應變還是壓應變），避免串在一起的光柵在工作過程中波長發生重疊。
3）確定感測器的結構和安裝方式：根據監測的要求和工程實際情況，選擇感測器的結構形式（貼片式、埋入式等）和安裝方式（粘貼還是焊接等），確定埋設和保護工藝。
4）確定光纖光柵解調系統：依據對應測點最大應變變化值的光纖光柵波長的變化值△λ11……△λ1n，和各點的波長分布間隔大小（n×△λ），計算出所有測點的波長變化值和間隔值的總和，然後乘以相應的波長余額系數1．2￣1．8，確定所需光纖光柵解調器的波長解調范圍，並結合所需的測量精度，選定相應的光纖光柵解調器和配套解調和數據分析軟體。
5）確定光纖光柵感測器靈敏度系數K：依據所選定的光纖光柵感測器的結構形式和安裝方式，選定靈敏度系數K值，並在
解調軟體中進行設置，測量結果直接顯示應變值。
6）結構整體狀態的分析和評估：依據結構上各測點的實測應變值，進行特定的程序運算，確定結構整體的應變分布狀態，並對極限狀態進行報警。
測試上需要：寬頻光源、信號調制解調儀器的。

④ 應力的測試方法 測應力的作用

解決應力的困擾，也講究「望聞問切」，首先明確應力的來源：焊接還是鑄造還是其他；再者應力帶來了什麼問題，變形還是開裂；工件在服役中所處的工況是怎樣的；工件的應力應該控制在什麼水平下才是合適的；最後，經過一定的措施之後，應力是否得到消減又要怎麼評價？這諸多問題，需要專業提供應力解決方案的企業來進行處理才能保證應力的分析及處理效果。華雲應力測試儀有無損及微損兩種應力檢測方式：無損檢測主要是SCM21應力檢測儀，它通過測定的磁導率來計算殘余應力的大小和方向，特別適合不允許做破壞性檢測的產品使用；微損檢測方式主要是指盲孔法應力檢測設備，是一種攜帶型、應力檢測精度高、效率高的儀器。

⑤ 各種材料應力的檢測方法都有哪些

材料應力的檢測方法與設備有很多，其中新拓三維XTDIC三維全場應變測量系統基於數字圖像相關演算法，為試驗者提供非接觸式動態全場三維應變及位移測量，應變測量范圍從0.005%-2000%以上。
XTDIC可直接測量全場振幅、振動信息 ；可用於實時監測 ；試驗過程可追溯、可評估。基於自主研發演算法，結合客戶現場試驗情況，可為客戶提供定製開發服務。客戶需求因行業、工況而有一定的差異，產品定製成為客戶的關注點，新拓三維提供的定製化服務。

⑥ 應力測試儀原理

是應變測試儀吧，其原理是利用電阻應變計貼到被測體上，當被測體承受力變形時，電阻應變計的阻值會隨之變化，然後利用惠斯通電橋將電阻值的變化轉換成電壓信號，再經模塊轉換成應變值輸出。

ps：應變數的正負與應變計向上彎曲或向下彎曲沒有直接聯系，它與應變計的變形有關，承受拉伸應變是為正，承受壓縮應變時為負。

⑦ 應力應變測試常用的方法有哪些

常見的應力測試方法
應力儀或者應變儀是來測定物體由於內應力的儀器。一般通過採集應變片的信號，而轉化為電信號進行分析和測量。

應力測試一般的方法是將應變片貼在被測定物上，使其隨著被測定物的應變一起伸縮，這樣裡面的金屬箔材就隨著應變伸長或縮短。很多金屬在機械性地伸長或縮短時其電阻會隨之變化。應變片其實就是應用了這個原理，通過測量電阻的變化而對應變進行測定。一般應變片的敏感柵所使用的是銅鉻合金材料，這種材料其電阻變化率為常數，它與應變成正比例關系。

我們通過惠斯通電橋，便可以將這種電阻的比例關系轉化為電壓。然後不同的儀器，可以將這種電壓的變化轉化成可以測量的數據。
對於應力儀或者應變儀，關鍵的指標有： 測試精度，采樣速度，測試可以支持的通道數，動態范圍，支持的應變片型號等。並且，應力儀所配套的軟體也至關重要，需要能夠實時顯示，實時分析，實時記錄等各種功能，高端的軟體還具有各種信號處理能力。

⑧ 實驗應力分析的實驗方法

實驗應力分析方法目前已有電學的、光學的、聲學的以及其他方法。 有電阻、電容、電感等多種方法，而以電阻應變計測量技術應用較為普遍，效果較好。
①電阻應變計法
電阻應變計是一種能將構件上的尺寸變化轉換成電阻變化的變換器，一般由敏感柵、引線、粘結劑、基底和蓋層構成。將它安裝在構件表面。構件受載荷作用後，表面產生微小變形，敏感柵隨之變形，致使應變計產生電阻變化，其變化率和應變計所在處構件的應變成正比 。測出電阻變化，即可按公式算出該處構件表面的應變，並算出相應的應力。依敏感柵材料不同，電阻應變計分金屬電阻應變計和半導體應變計兩大類。另外還有薄膜應變計、壓電場效應應變計和各種不同用途的應變計，如溫度自補償應變計、大應變計、應力計、測量殘余應力的應變化等。
②電容應變計法
電容應變計是一種能將構件上的尺寸變化轉換成電容變化的變換器。試件變形時，兩電容極片間距隨之變動，引起電容變化。測出電容變化率，按公式可算出試件的應變 。電容 應 變計有弓形 、平板式和桿式等類型，多用於發電廠的管道、設備或核能設備的長期高溫應變測量，監視裂紋的形成和發展，以及對航空航天構件材料進行高溫性能測試等。 此法發展較快，方式較多，逐漸形成光測力學。經典的光彈性實驗技術已從二維、三維模型實驗（如光彈性法、光彈性應力凍結法）發展成為能用於工業現場測量的光彈性貼片法，用來解決扭轉和軸對稱問題的光彈性散光法，研究應力波傳播和熱應力的動態光彈性法和熱光彈性法，進行彈-塑性應力分析的光塑性法 ， 以及研究復合材料力學的正交異性光彈性法 。除了上述 經典方法外 ，還有雲紋法、雲紋干涉法、全息干涉法、散斑干涉法、全息光彈性法、焦散線法等。此外還有80年代發展起來的光纖感測技術和數字圖像處理技術等。
①光彈性法
運用光學原理研究彈性力學問題的一種實驗應力分析方法。某些各向同性透明的非晶體高分子材料受載荷作用時，呈現光學各向異性，使一束垂直入射偏振光沿材料中的兩主應力方向分解成振動方向互相垂直、傳播速度不同的兩束平面偏振光；卸載後，又恢復光學各向同性。這就是所謂的暫時雙折射效應。用具有這種效應的透明塑料按一定比例製成零構件模型，置於偏振光場中，施加一定的載荷，模型上便產生干涉條紋。通過計算，就能確定模型受載時各部位的應力大小和方向。此法對應力集中區和三維內部應力問題的求解特別有效。
②雲紋法
通過測定雲紋並對其進行分析以確定試件的位移場或應變場的一種實驗分析法。其原理是，當柵板和柵片重疊時，因柵片牢固地粘貼在試件表面而隨之變形，遂使柵板和柵片上的柵線因幾何干涉而產生條紋即雲紋。可通過雲紋測定物體表面的等高線，以及板殼的撓度分布等。
③雲紋干涉法
幾何雲紋法與光學干涉法相結合的一種實驗分析法。將高密度衍射光柵精確復制在物體表面，並用激光束照射該光柵，便可通過光柵衍射波干涉形成的條紋圖，獲得物體表面的變形信息 。此法靈敏 度高 ，條紋對比度好；能進行全場分析，實時觀測，量程幾乎不受限制。
④全息干涉法
利用全息照相獲得物體變形前後的光波波陣面相互干涉所形成的干涉條紋圖進行物體變形分析的一種方法。全息照相是一種不用透鏡而能記錄和再現被攝物體的三維圖像的照相方法。它能把來自物體的光波波陣面的振幅和相位信息以干涉條紋形式記錄下來，又能在需要時再現出來，以觀察到物體的三維圖像。全息干涉法的主要內容是研究條紋圖的形成、條紋的定位以及對條紋圖的解釋。對於具有漫反射表面的不透明物體，條紋圖表示物體沿觀察方向的等位移線；對於透明的光彈性模型（如有機玻璃），則表示模型中主應力之和等於常數的等和線。常用的全息干涉法有雙曝光法、即時法和均時法。
⑤散斑干涉法
精確檢測物體表面各點位移的光學測試法。激光照射在漫反射物體表面時，由反射光波干涉形成的散斑隨物體變形或位移而變化。採用適當裝置，通過雙曝光法把變形前後的散斑記錄在一張全息底片上，經顯影定影後便可獲得存儲物體表面各點位移信息的散斑圖。用激光照射散斑圖，就顯出散斑干涉條紋。在進行光學傅里葉變換信息處理後，便可分析出位移信息。
⑥焦散線法
利用焦散線測量應變（或應力）奇異場力學參數的一種光學實驗法。當一束光垂直照射在一塊受載的帶有邊緣裂紋透明薄板試件的局部高應變場區域時，由於域內各處厚度的變化十分懸殊，使透過的光線發生強烈偏折和匯聚，在試件與像屏間的空間形成一個明亮的曲面，稱為焦散面。若用一個半透明屏幕切割此焦散面，就可看到一條明亮的曲線，即焦散線。通過光學和力學分析，可將焦散線的幾何參數與奇異場的力學參數間的關系建立起來，從而通過測量焦散線的幾何形狀，可求出有關的力學量。
⑦光纖感測技術
用光纖作「傳」和「感」的元件，當光通過光纖時，光的某一特性（如光強、相位、波長、偏振等）受到被測物理量的影響而發生變化，利用這一變化即可測得諸如聲壓、電場、磁場、位移、加速度、應變、溫度等。光纖感測器的獨特優點是：光纖是一種絕緣介質，不受電磁干擾，能耐高溫高壓，能在腐蝕和易燃、易爆等惡劣環境下工作；光纖靈敏度高，能探射極弱的信號和微小的信號變化；可做成便於應用的任何形狀；光纖作為傳輸介質，損耗低 ，可作遠距離遙測和遙控；能構成對各種物理量（如聲、電 、磁、溫度、轉動等）微擾敏感的器件。因此，光纖感測器在感測器領域內佔有重要地位。
⑧數字圖像處理技術
利用電子計算機對圖像信息進行採集、處理和分析的圖像信息處理技術。在實驗力學領域內，主要用來分析處理光測力學中光彈性法、雲紋干涉法、全息干涉法、散斑干涉法等的光學干涉條紋信息，獲取全面而有效的實驗數據，實現光測力學的圖像信息採集自動化和數據分析程序化。 有聲彈性法、聲發射技術和聲全息法等。
①聲彈性法
利用超聲剪切波的雙折射效應測量應力的一種方法。超聲波在有應力的介質中傳播時，其剪切波沿兩主應力方向發生偏振，兩偏振波以不同速度傳播。實驗和理論分析得到應力-光學定律 ： 沿主應力方向的兩個超聲剪切波的速度差與兩主應力差成正比。該比例系數稱聲彈性系數，與材料的彈性常數有關。用此法可測量非透明材料的內部應力，並可測量焊接件的殘余應力。
②聲發射技術
構件在受力過程中產生變形或裂紋時 ，以彈性波形式釋放出應變能的現象稱為聲發射；利用接收的聲發射信號，對構件進行動態無損檢測的技術稱為聲發射技術。此技術可用來檢測裂紋和研究腐蝕斷裂過程，以及監視構件的疲勞裂紋擴展等；還可用來評價構件的完整性，判斷結構的危險程度。
③聲全息法
20世紀60年代發展起來的成像技術。其原理和全息照相相同，即利用波的干涉原理記錄物波的振幅和相位，並利用衍射原理再現物體的像。它的不同處是用超聲波代替光波。此法的成像解析度高，用於無損檢驗，可顯示試件內部缺陷的形狀和大小。 常見的有脆性塗層法、X射線應力測定法、比擬法等。
①脆性塗層法
把特殊的塗料噴塗在工程構件表面，以確定主應力方向和估計主應力大小的一種全場實驗方法。塗料噴塗到構件表面後，經過處理，就在構件表面結成脆性層。當此構件由於載入而產生的應變在某點達到一定的臨界值時，該點塗層就出現一條與主應力方向垂直的裂紋。連接同一載荷下所有裂紋的端點，其連線上各點是有相等的應力值，稱為等應力線。通過逐級載入，可得幾乎遍布整個塗層表面的裂紋圖和對應於不同載荷的等應力線，從而可直接觀察到構件表面各處主應力大小和方向的分布狀況。此法主要用來測出最大應力區和主應力方向，作為電阻應變計測量技術的輔助方法。
②X射線應力測定法
利用X射線穿透金屬晶格時發生衍射的原理，測量衍射角的變化並通過布拉格公式確定晶格的變化，從而算出金屬構件表面應力的一種實驗方法。此法可無損地測量構件中的應力或殘余應力，特別適於測量薄層和裂紋尖端的應力分布，是檢驗產品質量，研究材料強度，選用較佳工藝的一種重要手段。
③比擬法
根據兩種物理現象之間的比擬關系，通過一種物理現象的觀測試驗，研究另一種物理現象的方法。如果兩種物理現象中存在以形式相同的 數 學方程 描 述的物理量，它們之間便存在比擬關系，就可用一種較易測試的物理現象模擬另一種難以測試的物理現象，從而使試驗工作大為簡化。在實驗應力分析領域中，常用的有薄膜比擬、電比擬、電阻網路比擬、沙堆比擬。

⑨ 如何使用感測器測應力應變

最簡單的應變感測器就是電阻應變片，直接貼裝在被測物體表面就可以，應力的話是通過標定轉換應變來的。應變測量的方法很多，光纖，振弦等都可以的。
應力應變就是應力與應變的統稱。應力定義為"單位面積上所承受的附加內力"。物體受力產生變形時，體內各點處變形程度一般並不相同。用以描述一點處變形的程度的力學量是該點的應變。
感測器測量原理是光學三角法：
半導體激光器被鏡片聚焦到被測物體。反射光被鏡片收集，投射到CMOS陣列上；信號處理器通過三角函數計算陣列上的光點位置得到距物體的距離。

根據感測器工作原理，可分為物理感測器和化學感測器二大類：
一、感測器工作原理的分類物理感測器應用的是物理效應，諸如壓電效應，磁致伸縮現象，離化、極化、熱電、光電、磁電等效應。被測信號量的微小變化都將轉換成電信號。
二、化學感測器包括那些以化學吸附、電化學反應等現象為因果關系的感測器，被測信號量的微小變化也將轉換成電信號。
現在越來越受到工業控制青睞的激光感測器發展迅猛，激光感測器不僅應用廣泛，更主要的是利用激光的高方向性、高單色性和高亮度等特點可實現無接觸遠距離測量。激光感測器常用於長度、距離、振動、速度、方位等物理量的測量，還可用於探傷和大氣污染物的監測等。
ZLDS10X系列品牌激光位移感測器具有數字化集成一體化結構，0.01%高解析度，0.1%高線性度，9.4KHz高響應、IP67防護等級和可同步等高性能。工作溫度范圍寬，特別適用於工業環境高精度應用。

⑩ 如何測定鍍層內應力

如何測定鍍層內應力?

鍍層內應力測試現在已經有多種儀器可以進行。這些測試方法所依據的原理是在薄金屬片上進行單面電鍍後，由於鍍層的不同內應力而使試片發生變形而彎曲，再根據試片彎曲的程度等參數來計算出相應的內應力。一種可供現場管理的實用測試方法是條形陰極法。取長×寬×厚為200mm×l0mm×0.15mm的純銅試片，經過退火處理以消除機加工產生的內應力。小心進行除油和酸洗後，將試片的一個面進行絕緣處理，然後在被測試鍍液內，讓試片受鍍面豎直地平行於陽極，按被測鍍液的工藝要求進行電鍍。完成電鍍後，對試片進行小心清洗和低溫乾燥後，根據其變形情況來判斷鍍層產生內應力的情況。
如果試片仍然保持平直，可以認為鍍層的內應力為零。
如果試片向有鍍層的這一面彎曲，也就是有絕緣層的一面向外凸起，這就表示鍍層有張應力。如果是向相反的方向變形，則表示鍍層有壓應力。這個測試方法的還可以得出定量的結果。由於彎曲度是彈性模數(應力和應變之比)的函數，只要將鍍層的厚度也加以測量，再將變形的試片的末端偏離垂直線的距離也測量出來，就可以利用公式計算出鍍層內應力：
式中 S-鍍層內應力，kg／cm2；E-基體材料的彈性模量，kg／cm2，純銅E-1.1×106kg／cm2;t-試片厚度，cm；d-鍍層的平均厚度，cm；L-試片電鍍面的長度，cm;Y-試片末端偏離垂線的距離cm。