弯扭组合变形应力测定中主应力测量值与理论值误差的因素是什么?

弯扭组合变形应力测定中主应力测量值与理论值误差的因素是什么?

经过计算发现,主应力、与弯矩对应的正应变以及与扭矩对应的扭转切应变的测量结果均与理论值接近,误差很小,而与剪力对应的弯曲切应变的测量结果与理论值相比误差较大,误差主要由以下几方面造成：
1.一些固定不变的系统误差.如砝码重量不均匀、加力臂与圆筒的垂直度、几何尺寸的不准确、长导线电阻、应变片灵敏系数误差、残余应变等均会对实验精度带来影响.另外由于应变片丝栅有圆头部分,于是横向应变也会引起电阻的变化,产生横向效应.应变片的横向效应引起的实验误差明显地影响了实验结果的准确性.
2.加载不均匀,造成读数误差.由于杠杆加载机构与薄壁圆筒经组合而成,当杠杆不水平时杠杆支点上的刀口与刀垫、撬动点拉杆的刀口与刀垫相互不垂直,荷载的作用线产生了倾斜,不能完好的实现弯扭组合作用.实验中还发现：在测量电桥桥路初始平衡时,当杠杆向上产生一仰角时,加载测试所测应变偏大.当杠杆向下产生一倾角时,所测应变偏小.
3.实验前电桥不平衡,仪器长时间使用,使电桥电压稳定性下降,影响精度.
4.贴片角度偏差和位置偏差引起实验误差.以直角应变花三片中线交点定位与待测点重合贴片,以导线引出方向确定应变花的方位的方法也会带来实验误差.实际上,应变花再小也有一定的几何尺寸,这样使得应变花测得的0°、45°和90°方向的线应变ε0°、ε45°和ε90°并不是待测点1个点的3个方向的线应变,而是邻近的3个点的3个方向的线应变.因此,应变花自身结构引起的测量误差是客观存在的.
5.若检测过程需持续较长时间,仪器初读数的漂移是难以避免的.引起初读数漂移的因素很多,究其原因主要是由于应变片工作环境不稳定造成的.初读数值不准确会直接影响测量的可靠性.
6.由于电阻片的特性不好,粘结剂固化处理不好或胶层过厚,都会造成电阻片不完全服从虎克定律或稳定性差而使电阻片产生机械滞后,机械滞后不仅会影响到所测应变的大小,而且在时间上还有滞后,必将对实验结果带来一定的影响.
（四）提高实验精度的措施和建议
针对以上造成实验误差的原因,提出以下措施和建议：
1.力求做到接到同一桥路的应变片的种类、规格、长度和引线路径均相同,应该注意避开电磁场的干扰或采用屏蔽措施；应尽量选用栅长大的应变片,这样横向效应影响会有所减小；对于一些不可避免的系统误差,可通过系数修正的方式来提高实验数据的可靠性.
2.改进实验设备,如砝码加载不够平稳、精确,可改用手轮螺旋无级加载.
3.对实验配套设备做好定期维护,保证需要时能正常工作.
4.影响圆筒弯扭组合实验中弯曲切应变测量精度的主要因素是应变花中00和900敏感栅的中心位置偏离测点引起的,由于敏感栅的中心不在中性轴上,敏感栅在记录了扭转切应变和弯曲切应变的同时,还记录了弯曲正应变,并且在测量弯曲切应变的电路中得到放大.如果采用00,450和9003个敏感栅的中心重合的直角应变花(如中原电测仪厂生产的BE120-3CB型450-3直角应变花),自然消除弯曲正应变引起的误差,可大大减小实验误差.
5.在条件允许的前提下尽可能改善应变片的工作环境.
6.可采用对被测量试件反复加卸载的办法来减小机械滞后量,一般反复3～5次即可.