اندازه گیری نیرو، گشتاور و کرنش

اندازه گیری نیرو، گشتاور و کرنش

اسلاید 1: اندازه گيری نيرو، گشتاور و کرنش Force, Torque and Strain Measurements

اسلاید 2: روشهامکانيکیاستفاده از خاصيت فنری اجسام ( در محدوده کشسان)استفاده از توازن نيروها ( اهرم بندی، چرخدنده)تبديل نيرو به فشار ( فشار سنج ها)الکتريکیاستفاده از خاصيت پیزو الکتريک ( نيرو سنج کريستال پيزو الکتريک)کرنش سنج مقاومت حساس ( استرين گيج)تبديل نيرو به جابجايي ( مثل LVDT)

اسلاید 3: استفاده از خاصيت کشسانی اجسامجسم کشسان در اثر اعمال نيرو تغيير طول می دهد( اجسامی مثل تيرها، ميله ها ....)مقدار تغيير طول (جابجايی را می توان اندازه گرفت)LFy

اسلاید 4: 2- فنر ساده F=ky مثل ترازو های فنری

اسلاید 5: FyL3- تير يک سر درگير (Cantilever Beam)

اسلاید 6: 4- حلقه کشسان Elastic proving wheel

اسلاید 7: روشهای اندازه گيری خيز ناشی از اعمال نيرو1- استفاده از روشهای مکانيکی مثل Dial gauge 2- روشهای الکترومکانيکی مبدل پيزو الکتريک LVDTاسترين گيج

اسلاید 8: آرايش استرين گيج (روزت) برای اندازه گيری کرنش (تنش)* وقتی تنها تنش در يک جهت مورد بررسی قرار می گيرد* هزينه کمتر (به صورت تک ارزانتر از Biaxial و Tri axial )موقعی استفاده می شود که بخواهيم تنش های اصلی را مورد بررسی قرار دهيم و محورهای اصلی مشخص باشندآرايش های سه محوری موقعی استفاده می شوند که تنش های اصلی مورد نظر باشد و محور های اصلی مشخص نباشد

اسلاید 9: روزت مستطيلی123زاویه ای که تنش حداکثر استدو جواب بستگی به کرنش های اندازه گیری شده

اسلاید 10: روزت دلتادو جواب بستگی به کرنش های اندازه گیری ده

اسلاید 11: تعیین θ در ارایش هامستطیلیθ در ربع اول اگر: θ در ربع دوم اگر: دلتادر ربع اول اگر: در ربع دوم

اسلاید 12: مثالنوع آرايش: مستطيلیجنس : ورق فولادی با psi E=29e6 و 0.3= کرنش های اندازه گيری شده:1=+500  in/in2=+ 400 in/in 3=-100  in/inجواب:max= 561  in/in: min= -161  in/in max=16330 psi: min=230 psi=16.8 OR 106.8 deg.در ربع اول يعنی 16.8 انتخاب می شود چون 2> (1+ 3)/2 است

اسلاید 13: LVDT

اسلاید 14: اندازه گيری گشتاور و توانتعريف:مقدار تمايل و توانايي نيرو برای چرخاندن جسمی که تحت اثر آن نيرو قرار دارد، حول يک محورواحد:حاصل ضرب نيرو در فاصله Nm))اثر گشتاور ايجاد پيچش در (محور)اندازه گیری گرانتر از دما و فشار

اسلاید 15: اندازه گيری گشتاور از طريق اندازه گيری تغيير شکل زاويه ای (پيچش)اندازه گيری کرنش در زاويه 45 درجهجهت اندازه گیری نیاز به حلقه های لغزان جهت اعمال ولتاژ و گرفته خروجی پل وتسونروش غیر جذبی

اسلاید 16: اندازه گيری گشتاور از طريق ترمز پرونیبر اساس معادل مکانيکی حرارتروش جذبیاعمال بار با سفت کرده طناب

اسلاید 17: دينامومتر هيدروليکی) نيرو سنج froude )بر اساس تبديل کار به گرماواسطه آب استدر اثر اصطکاک دمای آب بالا می رودگشتاور بکمک نيرو سنج بدست می آيدبهتر از پرونی

اسلاید 18: نيرو سنج جريان فوکو (ادی)متشکل از روتور و استاتوررتور به صورت قطب های مغناطيسیکوپلينگ مغناطيسی بين روتور واستاتورنوع جذبی ، نياز به خنک کردناستاتور روی ياتاقان که می تواند بچرخدتنظیم گشتاور نیرو از طریق کنترل تحریک میدان مغناطیسی

اسلاید 19: دينامومتر جريان مستقيماز نوع گهواره ایمولد از نوع شنت با تحريک جداگانه خروجی با اتلاف توان در مقاومت هااز نوع جذبی

اسلاید 20: ترانسديوسر گشتاور Torque Transducerغير جذبیاندازه گيری بر مبنای اندازه گيری کرنش برشی در اثر پيچشمناسب برای اندازه گيری مصرف کنندهعيب اصلی نياز به حلقه های لغزان Slip Ring ، منبع تغذيه و ابزار دور سنجیدر شافت چرخان کرنش ها تحت زاويه 45 درجه ظاهر می شوندعدم نصب استرين گيج تحت زاويه 45 درجه اندازه گيری ها تحت تاثير خمش و تنشهای محوری قرار می گيرند

اسلاید 21: حسگر های متفرقه گشتاورميله های پيچشینوریخازنی مغناطيسی غير تماسیگشتاور باعث تنش می شودبعضی مواد فرو مغناطيس نفوذپذيری مغنايطسی آنها تحت تنش تغيير می کند (کشش مغناطيسی) مثل فولاد هاTناظر12منبع نور

اسلاید 22: متشکل از 5 سیم پیچ (روی هسته ای با چهار بازو)بعنوان یک ترانسااولیه وسط و ثانویه ها بازو های کنرتحریک توسط جریان AC در اولیهثانویه ها بصورت پل وتسون و روی خطوط 45 درجهدر حالت بدون بار تعادل در ثانویه و قرائت صفر در پل

اسلاید 23: ترانسديوسر گشتاور بر اساس موج اکوستيک سطحی Surface Acoustic Wave (SAW) امواج سطحی موسوم به رايلی در طول سطح يک محيط ايزوتروپيک الاستيک (خواص یکسان در هر جهت) منتشر می شوند با اعمال گشتاور و ايجاد تنش شکل الکترود ها ی SAW تغيير می کند فرکانس تغيير می کند برای اندازه گيری نياز به دو SAW تحت زاويه 45 درجه است