CN203772459U - 一种压痕法应力测试用应变片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于残余应力测试技术领域，公开了一种压痕法应力测试用应变片，包括：应变片基底、敏感栅、应变片丝栅以及定位圈；还包括：定位荧光圆盘；所述应变片基底为矩形，其一角开设定位圈；所述敏感栅为三个均匀铺设在所述矩形的应变片基底上，所述三个敏感栅的中心轴线相交于所述定位圈的圆心处；所述定位荧光圆盘置于所述定位圈内，其圆心与所述定位圈的圆心重合。本实用新型通过在定位圈中设置定位荧光圆盘，从而提升定位精度以及定位效率，大大提升了应力的测试精度和定位效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及残余应力测试技术领域，特别涉及一种压痕法应力测试用应变片。
背景技术
在工业生产中，残余应力问题是非常突出的。在工作温度、工作介质及残余应力的共同作用下,一方面产品或工件会降低强度,使工件在制造时产生变形和开裂等工艺缺陷;另一方面又会在制造后的自然释放过程中使工件的尺寸发生变化或者使其疲劳强度、应力腐蚀等力学性能降低。因此，残余应力测量技术的研究，对于确保产品质量或工件的安全性和可靠性有着非常重要的意义。
利用应变片进行残余应力测试的技术应用普遍。电阻应变片也称电阻应变计,简称应变片或应变计，是由敏感栅等构成用于测量应变的元件。它能将机械构件上应变的变化转换为电阻变化。电阻应变片是由Φ=0.02～0.05mm的康铜丝或镍铬丝绕成栅状或用很薄的金属箔腐蚀成栅状夹在两层绝缘薄片中(基底)制成。电阻应变片的测量原理为：金属丝的电阻值除了与材料的性质有关之外，还与金属丝的长度，横截面积有关。将金属丝粘贴在构件上，当构件受力变形时，金属丝的长度和横截面积也随着构件一起变化，进而发生电阻变化。
根据国家试验标准GB24179-2009中测试步骤的要求，在利用应变片进行压痕法残余应力测量时，都需要在应变片粘贴稳定后，在压痕周向点附近用刀片划断应变片。如果没有将压痕周围划断，当压头下压时，压痕附近的应变片会产生较大的应变，应变片中间的应变栅也会被牵连发生变形。另外，在实际测量过程中，对中过程首先需要反复移动测量装置进行初调，以保证应变片处于装置的正中位置。而后，需要反复微调使压头准确对正应变片的定位圈。鉴于常规应变片体积本身较小，片上的定位圈在测量装置的遮蔽下光线不足，使得定位非常困难。即便用手电筒从侧面照射应变片，也只能使应变片上一片亮光，定位圈与应变片上的分辨率较低，在用显微镜进行定位时仍较困难。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够提升应为效率和精度的压痕法应力测试应变片。
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种压痕法应力测试用应变片，包括：应变片基底、敏感栅、应变片丝栅以及定位圈；还包括：定位荧光圆盘；所述应变片基底为矩形，其一角开设定位圈；所述敏感栅为三个，铺设在所述矩形的应变片基底上，且三个所述敏感栅的中心轴线相交于所述定位圈的圆心处；所述定位荧光圆盘设置于所述定位圈内，且所述定位荧光圆盘的圆心与所述定位圈的圆心重合。
进一步地，所述应变片基底的厚度范围为0.02mm～0.04mm。
进一步地，所述定位荧光圆盘与所述定位圈的间距范围是2mm～3mm。
进一步地，所述应变片基底上设置有环状压痕；所述环状压痕的圆心与所述定位圈的圆心重合；所述环状压痕的半径大于所述定位圈的半径2mm～3mm。
进一步地，所述环状压痕为环状凹槽。
进一步地，所述凹槽的深度为应变片基底厚度的1/3～1/2。
本实用新型提供的压痕法应力测试用应变片通过在定位圈中设置定位莹光斑，大大提升了定位圈的辨识度，从而在使用压痕法测量应力时，特别是在弱光线条件下，提升定位精度以及定位效率，从而整体上提升了应力的测试精度。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的压痕法应力测试用应变片结构示意图；
其中，1-应变片基底，2-环状压痕，3-定位荧光圆盘，4-定位圈，5-敏感栅，6-应变片丝栅。
具体实施方式
参见图1，本实用新型实施例提供的一种压痕法应力测试用应变片，包括：应变片基底1、敏感栅5、应变片丝栅6、定位圈4以及定位荧光圆盘3；应变片基底1为矩形，其一角开设定位圈4；敏感栅5为三个，在矩形的应变片基底1上，任意相邻两个敏感栅5的中心轴线的夹角为45°；三个敏感栅的中心轴线相交于定位圈的圆心处；定位荧光圆盘3置于所述定位圈4内，其圆心与所述定位圈的圆心重合。
为了降低材料本身对电阻测量的影响，连接用的引线材料应选用电阻率及电阻温度系数均较小的材质；优选的，敏感栅5尾端各用两根镀银铜线与两个应变片丝栅6对应连接，作为电阻片引线。
应变片基底1用来固定敏感栅，并使敏感栅5与弹性待测元件相互绝缘；应变计工作时，应变片基底1把弹性待测元件的应变准确地传递给敏感栅5，为了提升灵敏度，应变片基底1必须很薄，优选的，其厚度范围是0.02mm～0.04mm。应变片基底1的材料可以为胶膜或玻璃纤维布。
应变片的表面有保护层，使其敏感栅避免受到机械损伤或防止高温氧化。
在定位圈4的外围设有半径比其大2mm～3mm的同心环状压痕2。环状压痕2的作用在于，当压痕法测试中压头下压时，环状压痕2以内的部分能迅速脱离应变片其它部分，从而使压头下压过程不影响应变片中敏感栅5的正常工作；从而提升应力的测量精度。环状压痕2为环状凹槽。环状压痕2的压痕为沿圆圈轨迹的凹槽；圆圈的圆心与定位圈的圆心重合；凹槽的深度为应变片基底厚度的1/3～1/2。
在定位圈4的内部设有半径比其小2mm～3mm的同心定位荧光圆盘3；在表层保护层下有荧光材料，形成圆形的定位荧光圆盘；在受光照之后会发出醒目的荧光。在测试定位过程中，有醒目的定位荧光圆盘3的帮助下，定位效率大幅提高。
本实用新型提供的压痕法应力测试用应变片通过在定位圈中设置定位莹光斑，大大提升了定位圈的辨识度，从而在使用压痕法测量应力时，特别是在弱光线条件下，提升定位精度以及定位效率，从而整体上提升了应力的测试精度。同时环状压痕能够大大降低压头冲击对应变片形变的影响，进而大大提升了压痕法侧应力的精度。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种压痕法应力测试用应变片，包括：应变片基底、敏感栅、应变片丝栅以及定位圈；其特征在于，还包括：定位荧光圆盘；所述应变片基底为矩形，其一角开设定位圈；所述敏感栅为三个，铺设在所述矩形的应变片基底上，且三个所述敏感栅的中心轴线相交于所述定位圈的圆心处；所述定位荧光圆盘设置于所述定位圈内，且所述定位荧光圆盘的圆心与所述定位圈的圆心重合。
2.如权利要求1所述的压痕法应力测试用应变片，其特征在于：所述应变片基底的厚度范围为0.02mm～0.04mm。
3.如权利要求1所述的压痕法应力测试用应变片，其特征在于：所述定位荧光圆盘与所述定位圈的间距范围是2mm～3mm。
4.如权利要求1或2或3所述的压痕法应力测试用应变片，其特征在于，所述应变片基底上设置有环状压痕；所述环状压痕的圆心与所述定位圈的圆心重合；所述环状压痕的半径大于所述定位圈的半径2mm～3mm。
5.如权利要求4所述的压痕法应力测试用应变片，其特征在于：所述环状压痕为环状凹槽。
6.如权利要求5所述的压痕法应力测试用应变片，其特征在于：所述凹槽的深度为应变片基底厚度的1/3～1/2。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106441077A (zh) * | 2016-11-22 | 2017-02-22 | 中国科学院力学研究所 | 一种柔性曲率传感器及其制备方法 |
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2014
- 2014-03-18 CN CN201420122048.5U patent/CN203772459U/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN106441077B (zh) * | 2016-11-22 | 2018-11-20 | 中国科学院力学研究所 | 一种柔性曲率传感器及其制备方法 |
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