поиск

Нажмите ENTER для поиска или ESC для закрытия.

Датчик Деформации 1D: Лабораторные тесты

17.06.2021

youtube

Ключевые особенности

Ключевые особенности
  • Разрешение 20nε
    Независимо от частоты дискретизации
     
  • 0.05% Точность
    по сравнению с номинальным модулем Юнга
     
  • Высокая повторяемость

Датчик деформации 1D: Пример

Рисунок 1. Алюминиевый образец. Красные точки обозначают края прикрепленных сегментов волокна диаметром 100 мм.Рисунок 1. Алюминиевый образец. Красные точки обозначают края прикрепленных сегментов волокна диаметром 100 мм.
В примере датчики FSI 1D используются для измерения одноосной деформации образца алюминия.
Мы достигаем 20nε разрешения, независимо от частоты дискретизации и наблюдаем высокую повторяемость.
Модуль Юнга, полученный экспериментально, более точен по сравнению с используемым теоретическим значением на 0,05%.

Описание теста

Датчики FSI (1 SМ волокно с 4 сегментами по 100 мм каждый) крепятся к алюминиевому образцу площадью поперечного сечения 52,5 мм2 и длиной 250 мм, который затем монтируется на испытательной машине Instron и нагружается натяжением до желаемого уровня в испытательной установке на рис.1. Цель испытания состоит в том, чтобы охарактеризовать удлинение волокна при воздействии нагрузки и проверить результаты измерений в соответствии с собственными предварительными расчетами, использованными для проектирования образца.

Испытание проводится в 4 этапа и повторяется 3 раза, чтобы проверить повторяемость датчика:
  • Фаза 1: предварительная нагрузка до 100 µε при медленной скорости нагрузки (от 0 до 10 секунд)
  • Фаза 2: более быстрый подъем нагрузки (от 10 до 30 секунд)
  • Фаза 3: постоянная нагрузка (от 30 до 90 секунд)
  • Фаза 4: разгрузка (от 90 секунд)

Результаты испытаний

Рис. 2. Слева: измеренная деформация в зависимости от времени. Справа: масштабирование во время фазы 3 (постоянная нагрузка)Рис. 2. Слева: измеренная деформация в зависимости от времени. Справа: масштабирование во время фазы 3 (постоянная нагрузка)
На рисунке 2 показано среднее значение трех проведенных экспериментов. При рассмотрении фазы 3 деформация образца, измеренная через удлинение волокна, сопоставима с ожидаемым значением 816 µε, рассчитанным с использованием базовой теории материаловедения.
Рисунок 3. Оценка жесткости образцаРисунок 3. Оценка жесткости образца
Во время фазы 3 из рисунка 2 (правая сторона) видно, что шум деформации мал. При постоянной нагрузке экспериментальное стандартное отклонение сигнала деформации составляет 20ne, независимо от частоты дискретизации.

Вместо этого в фазе 4 можно заметить, что измеренный сигнал возвращается к своему ненагруженному значению.

Модуль Юнга образца рассчитывается по его характеристике силы деформации, показанной на рис. 3. Мы получаем 69,34 ГПа против теоретического значения 69,30 ГПа с точностью 0,05%.