一種壓痕法應力測試用應變片的製作方法
2023-05-30 20:07:21 2
一種壓痕法應力測試用應變片的製作方法
【專利摘要】本實用新型屬於殘餘應力測試【技術領域】，公開了一種壓痕法應力測試用應變片，包括：應變片基底、敏感柵、應變片絲柵以及定位圈；還包括：定位螢光圓盤；所述應變片基底為矩形，其一角開設定位圈；所述敏感柵為三個均勻鋪設在所述矩形的應變片基底上，所述三個敏感柵的中心軸線相交於所述定位圈的圓心處；所述定位螢光圓盤置於所述定位圈內，其圓心與所述定位圈的圓心重合。本實用新型通過在定位圈中設置定位螢光圓盤，從而提升定位精度以及定位效率，大大提升了應力的測試精度和定位效率。
【專利說明】 一種壓痕法應力測試用應變片
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及殘餘應力測試【技術領域】，特別涉及一種壓痕法應力測試用應變片。
【背景技術】
[0002]在工業生產中，殘餘應力問題是非常突出的。在工作溫度、工作介質及殘餘應力的共同作用下，一方面產品或工件會降低強度，使工件在製造時產生變形和開裂等工藝缺陷；另一方面又會在製造後的自然釋放過程中使工件的尺寸發生變化或者使其疲勞強度、應力腐蝕等力學性能降低。因此，殘餘應力測量技術的研究，對於確保產品質量或工件的安全性和可靠性有著非常重要的意義。
[0003]利用應變片進行殘餘應力測試的技術應用普遍。電阻應變片也稱電阻應變計，簡稱應變片或應變計，是由敏感柵等構成用於測量應變的元件。它能將機械構件上應變的變化轉換為電阻變化。電阻應變片是由Φ =0.02?0.05mm的康銅絲或鎳鉻絲繞成柵狀或用很薄的金屬箔腐蝕成柵狀夾在兩層絕緣薄片中(基底)製成。電阻應變片的測量原理為:金屬絲的電阻值除了與材料的性質有關之外，還與金屬絲的長度，橫截面積有關。將金屬絲粘貼在構件上，當構件受力變形時，金屬絲的長度和橫截面積也隨著構件一起變化，進而發生電阻變化。
[0004]根據國家試驗標準GB24179-2009中測試步驟的要求，在利用應變片進行壓痕法殘餘應力測量時，都需要在應變片粘貼穩定後，在壓痕周向點附近用刀片劃斷應變片。如果沒有將壓痕周圍劃斷，當壓頭下壓時，壓痕附近的應變片會產生較大的應變，應變片中間的應變柵也會被牽連發生變形。另外，在實際測量過程中，對中過程首先需要反覆移動測量裝置進行初調，以保證應變片處於裝置的正中位置。而後，需要反覆微調使壓頭準確對正應變片的定位圈。鑑於常規應變片體積本身較小，片上的定位圈在測量裝置的遮蔽下光線不足，使得定位非常困難。即便用手電筒從側面照射應變片，也只能使應變片上一片亮光，定位圈與應變片上的解析度較低，在用顯微鏡進行定位時仍較困難。
實用新型內容
[0005]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種能夠提升應為效率和精度的壓痕法應力測試應變片。
[0006]為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種壓痕法應力測試用應變片，包括:應變片基底、敏感柵、應變片絲柵以及定位圈；還包括:定位螢光圓盤；所述應變片基底為矩形，其一角開設定位圈；所述敏感柵為三個，鋪設在所述矩形的應變片基底上，且三個所述敏感柵的中心軸線相交於所述定位圈的圓心處；所述定位螢光圓盤設置於所述定位圈內，且所述定位螢光圓盤的圓心與所述定位圈的圓心重合。
[0007]進一步地，所述應變片基底的厚度範圍為0.02mm?0.04mm。
[0008]進一步地，所述定位突光圓盤與所述定位圈的間距範圍是2mm?3mm。[0009]進一步地，所述應變片基底上設置有環狀壓痕；所述環狀壓痕的圓心與所述定位圈的圓心重合；所述環狀壓痕的半徑大於所述定位圈的半徑2mm?3mm。
[0010]進一步地，所述環狀壓痕為環狀凹槽。
[0011]進一步地，所述凹槽的深度為應變片基底厚度的1/3?1/2。
[0012]本實用新型提供的壓痕法應力測試用應變片通過在定位圈中設置定位瑩光斑，大大提升了定位圈的辨識度，從而在使用壓痕法測量應力時，特別是在弱光線條件下，提升定位精度以及定位效率，從而整體上提升了應力的測試精度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型實施例提供的壓痕法應力測試用應變片結構示意圖；
[0014]其中，1-應變片基底，2-環狀壓痕，3-定位螢光圓盤，4-定位圈，5-敏感柵，6_應變片絲柵。
【具體實施方式】
[0015]參見圖1，本實用新型實施例提供的一種壓痕法應力測試用應變片，包括:應變片基底1、敏感柵5、應變片絲柵6、定位圈4以及定位螢光圓盤3 ;應變片基底I為矩形，其一角開設定位圈4 ;敏感柵5為三個，在矩形的應變片基底I上，任意相鄰兩個敏感柵5的中心軸線的夾角為45° ;三個敏感柵的中心軸線相交於定位圈的圓心處；定位突光圓盤3置於所述定位圈4內，其圓心與所述定位圈的圓心重合。
[0016]為了降低材料本身對電阻測量的影響，連接用的引線材料應選用電阻率及電阻溫度係數均較小的材質；優選的，敏感柵5尾端各用兩根鍍銀銅線與兩個應變片絲柵6對應連接，作為電阻片引線。
[0017]應變片基底I用來固定敏感柵，並使敏感柵5與彈性待測元件相互絕緣；應變計工作時，應變片基底I把彈性待測元件的應變準確地傳遞給敏感柵5，為了提升靈敏度，應變片基底I必須很薄，優選的，其厚度範圍是0.02mm?0.04mm。應變片基底I的材料可以為膠膜或玻璃纖維布。
[0018]應變片的表面有保護層，使其敏感柵避免受到機械損傷或防止高溫氧化。
[0019]在定位圈4的外圍設有半徑比其大2mm?3mm的同心環狀壓痕2。環狀壓痕2的作用在於，當壓痕法測試中壓頭下壓時，環狀壓痕2以內的部分能迅速脫離應變片其它部分，從而使壓頭下壓過程不影響應變片中敏感柵5的正常工作；從而提升應力的測量精度。環狀壓痕2為環狀凹槽。環狀壓痕2的壓痕為沿圓圈軌跡的凹槽；圓圈的圓心與定位圈的圓心重合；凹槽的深度為應變片基底厚度的1/3?1/2。
[0020]在定位圈4的內部設有半徑比其小2mm?3mm的同心定位突光圓盤3 ;在表層保護層下有螢光材料，形成圓形的定位螢光圓盤；在受光照之後會發出醒目的螢光。在測試定位過程中，有醒目的定位螢光圓盤3的幫助下，定位效率大幅提高。
[0021]本實用新型提供的壓痕法應力測試用應變片通過在定位圈中設置定位瑩光斑，大大提升了定位圈的辨識度，從而在使用壓痕法測量應力時，特別是在弱光線條件下，提升定位精度以及定位效率，從而整體上提升了應力的測試精度。同時環狀壓痕能夠大大降低壓頭衝擊對應變片形變的影響，進而大大提升了壓痕法側應力的精度。[0022]最後所應說明的是，以上【具體實施方式】僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，儘管參照實例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的精神和範圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求範圍當中。
【權利要求】
1.一種壓痕法應力測試用應變片，包括:應變片基底、敏感柵、應變片絲柵以及定位圈；其特徵在於，還包括:定位螢光圓盤；所述應變片基底為矩形，其一角開設定位圈；所述敏感柵為三個，鋪設在所述矩形的應變片基底上，且三個所述敏感柵的中心軸線相交於所述定位圈的圓心處；所述定位螢光圓盤設置於所述定位圈內，且所述定位螢光圓盤的圓心與所述定位圈的圓心重合。
2.如權利要求1所述的壓痕法應力測試用應變片，其特徵在於:所述應變片基底的厚度範圍為0.02mm?0.04mm。
3.如權利要求1所述的壓痕法應力測試用應變片，其特徵在於:所述定位螢光圓盤與所述定位圈的間距範圍是2mm?3mm。
4.如權利要求1或2或3所述的壓痕法應力測試用應變片，其特徵在於，所述應變片基底上設置有環狀壓痕；所述環狀壓痕的圓心與所述定位圈的圓心重合；所述環狀壓痕的半徑大於所述定位圈的半徑2_?3mm。
5.如權利要求4所述的壓痕法應力測試用應變片，其特徵在於:所述環狀壓痕為環狀凹槽。
6.如權利要求5所述的壓痕法應力測試用應變片，其特徵在於:所述凹槽的深度為應變片基底厚度的1/3?1/2。
【文檔編號】G01L1/22GK203772459SQ201420122048
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年3月18日 優先權日:2014年3月18日
【發明者】薛歡, 李榮鋒, 陳士華, 尚倫 申請人:武漢鋼鐵(集團)公司