Содержание
Выяснение того, какой вес может выдержать мост, зависит от того, как он реагирует на стресс и напряжение машин и других транспортных средств, которые пересекают его. Но для самых незначительных изменений напряжения вам нужен тензодатчик, который может дать вам значения напряжения, которые намного меньше. В этом вам поможет величина микродинамики.
микронапряжение
стресс измеряется с помощью «сигмы» σ = F / A для силы F на объекте и площади над которым применяется сила. Вы можете измерить напряжение таким простым способом, если знаете силу и площадь. Это дает деформации те же единицы, что и давление. Это означает, что вы можете добавить давление на объект как один из способов измерения нагрузки на него.
Вы также можете выяснить, какая нагрузка на материал, используя значение деформацииизмеряется "эпсилон" ε = ΔL / L для изменения длины ΔL материала в состоянии стресса, деленного на фактическую длину L материала. Когда материал сжимается в определенном направлении, таком как вес автомобилей на мосту, сам материал может расширяться в направлениях, перпендикулярных весу. Этот ответ растяжения или сжатия, известный как Эффект ПуассонаПозволяет рассчитать напряжение.
Эта «деформация» материала происходит на микроуровне для воздействия микродеструкции. В то время как тензометрические датчики нормального размера измеряют изменения в длине материала порядка миллиметра или дюйма, микрометрические датчики используются для длины микрометров (используя греческую букву «мю») мкм для изменения длины. Это будет означать, что вы будете использовать значения ε порядка 10-6 по величине, чтобы получить микронапряжение μ__ε. Преобразование микронапряжения в деформацию означает умножение значения микронапряжения на 10-6.
Микродинамические датчики
С тех пор, как шотландский химик лорд Кельвин обнаружил, что металлический проводящий материал при механическом напряжении демонстрирует изменение электрического сопротивления, ученые и инженеры исследовали эту взаимосвязь между напряжением и электричеством, чтобы воспользоваться этими эффектами. Электрическое сопротивление измеряет сопротивление проводов потоку электрического заряда.
В тензодатчиках используется зигзагообразная форма провода, так что когда вы измеряете электрическое сопротивление в проводе при прохождении через него тока, вы можете измерить, какое напряжение на проводе. Зигзагообразная сетчатая форма увеличивает площадь поверхности проволоки параллельно направлению деформации.
Микродинамические датчики делают то же самое, но измеряют еще более незначительные изменения электрического сопротивления объекта, такие как изменения микроскопа в длине объекта. Тензодатчики используют такое соотношение, что когда нагрузка на объект переносится на тензодатчик, датчик изменяет свое электрическое сопротивление пропорционально деформации. Тензодатчики находят применение в весах, которые дают точные измерения веса объектов.
Пример задачи тензодатчика
Примеры проблем с тензометрическими датчиками могут проиллюстрировать эти эффекты. Если тензодатчик измеряет микронапряжение 5_μ__ε_ для материала длиной 1 мм, на сколько микрометров изменяется длина материала?
Преобразовать микронапряжение для деформации, умножив его на 10-6 чтобы получить значение деформации 5 х 10-6и преобразовать 1 мм в метры, умножив его на 10-3 чтобы получить 10-3 м. Используйте уравнение для деформации, чтобы решить для ΔL с 5 х 10-6 = ΔL / 10-3 m_. Решить для _ΔL как (5 х 10-6) х (10-3) чтобы получить 5 х 10-9 м или 5 х 10-3 мкм _._