CN109373965B - 一种适用于应变测量的三轴60°应变式传感器粘贴装置及粘接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种适用于应变测量的三轴60°应变式传感器粘贴装置及粘接方法，粘贴装置采用同中心且对应边相互平行的嵌套等边三角形结构，外侧等边三角形边长为13mm，内侧等边三角形边长为6mm；在外侧等边三角形的每条边中心以及内侧等边三角形的每条边中心均开有定位口，在外侧等边三角形的两条边上还开有两个定位口a和b；a和b的连线平行于第三条边，且过等边三角形的中心。使用这套装置不仅节省了成本和订做时间，而且可以将两种不同大小的单向应变片分别使用组合应变花；使用方便，每个方向上的应变式传感器只需将中心与装置上的定位孔对齐，直接粘贴即可，在方便使用的同时保证准确度和粘贴质量；还能够重复使用，在科研试验中广泛应用，取得了良好的效果。
Description
技术领域
本发明涉及应变测量技术领域，具体为一种适用于应变测量的三轴60°应变式传感器粘贴装置及粘接方法。
背景技术
应变电测技术是静力强度测试的基础，其中基础中的基础就是应变计的选择和粘贴。在静力强度测试中，对于测试结构复杂、主应力状态不明确的试件，在测量其主应力方向未知处的应变变形情况时，需要用到三轴60°应变花，而三轴60°应变花属于特殊应变计，因为其制作工艺复杂所以购置成本较高，且三片应变计中任意一片损坏就不能使用，造成浪费。
发明内容
为解决现有技术存在的问题，本发明提出一种适用于应变测量的三轴60°应变式传感器粘贴装置及粘接方法。该粘贴装置适用于两种单向应变计组成三轴60°应变花，第一种是长为10mm，宽为4mm，型号为BE120-5AA的胶基箔式应变计；第二种是长为3.5mm，宽为3mm，型号为BE120-2.5AA的微型应变计，微型应变计栅长微小，适用于大应力梯度结构点应力测量及小型形状复杂构件的应力测量。
本发明的技术方案为：
所述一种适用于应变测量的三轴60°应变式传感器粘贴装置，其特征在于：所述粘贴装置采用同中心且对应边相互平行的嵌套等边三角形结构，外侧等边三角形边长为13mm，内侧等边三角形边长为6mm；在外侧等边三角形的每条边中心以及内侧等边三角形的每条边中心均开有定位口，在外侧等边三角形的两条边上还开有两个定位口a和b；a和b的连线平行于第三条边，且过等边三角形的中心。
利用上述粘贴装置粘接三轴60°应变式传感器的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：对待测量构件的表面进行机械、化学处理，处理范围不小于应变计面积的3倍，去除油污、锈斑、氧化膜、镀层和涂料，并在构件表面打磨出与贴片方向呈 45°角的交叉条纹；
步骤2：依据待测量构件上已标出的基准线，画出过测试点的X轴定位标记线，所述X轴定位标记线平行于基准线；再过测试点画出Y轴定位标记线，Y轴定位标记线垂直于X轴定位标记线；将粘贴装置放置在待测量构件上，其中两个定位口a和b 处于X轴定位标记线上，粘贴装置顶点处于Y轴定位标记线上；用胶带将粘贴装置固定在待测量构件上；
步骤3：依据所选择的应变计，若采用BE120-5AA胶基箔式应变计，则将三个应变计首尾 相接对应布置在粘贴装置三条边外侧，布置时，应变计中的标记点与粘贴装置三条边外侧中心定位口位置对应；若采用BE120-2.5AA微型应变计，则将三个应变计首尾 相接对应布置在粘贴装置三条边内侧，布置时，应变计中的标记点与粘贴装置三条边内侧中心定位口位置对应；
步骤4：按照步骤3确定的布置位置，将应变计粘接在待测量构件上；而后撤去粘贴装置。
有益效果
本发明针对静强度试验需求，设计和制作了一个能够重复使用的三轴60°应变花粘贴装置。使用这套装置不仅节省了成本和订做时间，而且可以将两种不同大小的单向应变片分别使用组合应变花；使用方便，每个方向上的应变式传感器只需将中心与装置上的定位孔对齐，直接粘贴即可，在方便使用的同时保证准确度和粘贴质量；还能够重复使用，在科研试验中广泛应用，取得了良好的效果。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1：单片三轴60°应变花粘贴装置原理图；
图2：单片三轴60°应变花粘贴装置设计图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
由于目前在测量结构复杂、主应力状态不明确的试件的应变变形情况时，需要用到三轴60°应变花，而三轴60°应变花属于特殊应变计，因为其制作工艺复杂所以购置成本较高，且三片应变计中任意一片损坏就不能使用，造成浪费。为此，本发明提出了一种适用于应变测量的三轴60°应变式传感器粘贴装置及粘接方法，该粘贴装置可以使两种大小的普通单向应变计通过组合，成为两种不同的三轴60°应变花，具有操作简单、方便使用的特性，在实际应用中完全代替了三轴60°应变花。三轴60°应变花粘贴工装在本室的此类试验中可重复使用，节约了大量人力、物力成本。
该粘贴装置适用于两种单向应变计组成三轴60°应变花，第一种是长为10mm，宽为4mm，型号为BE120-5AA的胶基箔式应变计；第二种是长为3.5mm，宽为3mm，型号为BE120-2.5AA的微型应变计，微型应变计栅长微小，适用于大应力梯度结构点应力测量及小型形状复杂构件的应力测量。
如图1和图2所示，该适用于应变测量的三轴60°应变式传感器粘贴装置利用精密加工技术制作。所述粘贴装置采用同中心且对应边相互平行的嵌套等边三角形结构，外侧等边三角形边长为13mm，内侧等边三角形边长为6mm；在外侧等边三角形的每条边中心以及内侧等边三角形的每条边中心均开有定位口，在外侧等边三角形的两条边上还开有两个定位口a和b；a和b的连线平行于第三条边，且过等边三角形的中心。
利用上述粘贴装置粘接三轴60°应变式传感器的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：为了使应变计粘贴牢固，对待测量构件的表面进行机械、化学处理，处理范围不小于应变计面积的3倍，去除油污、锈斑、氧化膜、镀层和涂料，并在构件表面打磨出与贴片方向呈45°角的交叉条纹；
步骤2：依据待测量构件上已标出的基准线，画出过测试点的X轴定位标记线，所述X轴定位标记线平行于基准线；再过测试点画出Y轴定位标记线，Y轴定位标记线垂直于X轴定位标记线；将粘贴装置放置在待测量构件上，其中两个定位口a和b 处于X轴定位标记线上，粘贴装置顶点处于Y轴定位标记线上；用胶带将粘贴装置固定在待测量构件上；
步骤3：依据所选择的应变计，若采用BE120-5AA胶基箔式应变计，则将三个应变计敏感栅首尾 相接对应布置在粘贴装置三条边外侧，布置时，应变计敏感栅平行于粘贴装置对应边，应变计中的标记点与粘贴装置三条边外侧中心定位口位置对应；若采用BE120-2.5AA微型应变计，则将三个应变计首尾 相接对应布置在粘贴装置三条边内侧，布置时，应变计中的标记点与粘贴装置三条边内侧中心定位口位置对应；
步骤4：按照步骤3确定的布置位置，将应变计粘接在待测量构件上；而后撤去粘贴装置。
在实际使用过程中，如果设计方提供的应力估计值较大，容易引起测试点附近的结构发生破坏，则采用外侧进行粘接，如果应力估计值较小，则采用内侧进行粘接，结果更为准确；当然也可以在粘贴装置三条边内外侧均布置应变计，进行同一工况下的应变数据采集，分别采用外侧贴片数据和内侧贴片数据计算被试对象主应力大小以及主应力方向，可以提高测量准确性。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (2)
1.一种粘接三轴60°应变式传感器的方法，其特征在于：采用适用于应变测量的三轴60°应变式传感器粘贴装置进行粘接，所述粘贴装置采用同中心且对应边相互平行的嵌套等边三角形结构，外侧等边三角形边长为13mm，内侧等边三角形边长为6mm；在外侧等边三角形的每条边中心以及内侧等边三角形的每条边中心均开有定位口，在外侧等边三角形的两条边上还开有两个定位口a和b；a和b的连线平行于第三条边，且过等边三角形的中心；
所述方法包括以下步骤：
步骤1：对待测量构件的表面进行机械、化学处理，处理范围不小于应变计面积的3倍，去除油污、锈斑、氧化膜、镀层和涂料，并在构件表面打磨出与贴片方向呈45°角的交叉条纹；
步骤2：依据待测量构件上已标出的基准线，画出过测试点的X轴定位标记线，所述X轴定位标记线平行于基准线；再过测试点画出Y轴定位标记线，Y轴定位标记线垂直于X轴定位标记线；将粘贴装置放置在待测量构件上，其中两个定位口a和b处于X轴定位标记线上，粘贴装置顶点处于Y轴定位标记线上；用胶带将粘贴装置固定在待测量构件上；
步骤3：依据所选择的应变计，若采用BE120-5AA胶基箔式应变计，则将三个应变计首尾相接对应布置在粘贴装置外侧等边三角形的三条边的外侧，布置时，应变计中的标记点与粘贴装置外侧等边三角形的三条边的中心定位口位置对应；若采用BE120-2.5AA微型应变计，则将三个应变计首尾相接对应布置在粘贴装置内侧等边三角形的三条边的内侧，布置时，应变计中的标记点与粘贴装置内侧等边三角形的三条边的中心定位口位置对应；
步骤4：按照步骤3确定的布置位置，将应变计粘接在待测量构件上；而后撤去粘贴装置。
2.根据权利要求1所述粘接三轴60°应变式传感器的方法，其特征在于：步骤3中选择应变计的标准是，依据设计方提供的应力估计值，如果应力估计值大于设定阈值，引起测试点附近的结构发生破坏，则选用BE120-5AA胶基箔式应变计，采用外侧进行粘接，如果应力估计值不大于设定阈值，则选用BE120-2.5AA微型应变计，采用内侧进行粘接。
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